SU892328A1 - Устройство дл измерени параметров электрической дуги - Google Patents

Description

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для исследования надеж-, ности коммутационной аппаратуры.

Известно устройство для измерения мощности и энергии электрической ⁵ дуги, содержащее измерительные преобразователи тока и напряжения, множительное устройство, интегратор СО.

Его недостатком является малый динамический диапазон и низкая точность.’® Известно также устройство для измерения параметров электрической дуги, содержащее включенные последовательно испытуемые контакты и измерительный шунт, параллельно которым через нагрузку подключен блок питания, первый усилитель, подключенный параллельно испытуемым контактам, второй усилитель, подключенный параллельно измерительному шунту, выходы усилителей подключены к входам блока умножения и к входам блока определения наличия дуги, выход которого под2 ключей к первым входам первого и второго интеграторов, выход блока умножения подключен к второму входу первого интегратора, второй вход второго интегратора подключен к выходу второго усилителя, генератор тактовых импульсов [2].

Недостатком известного устройства является большая длительность процесса измерения.

Цель изобретения - сокращение времени измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения параметров электрической дуги введены три блока установки и кодирования, два времятимпульсных преобразователя, управляемый делитель частоты, блок кодирования измерительного шунта, два блока вычисления порядка и три счетчика, причем выход первого интегратора через первый время-импульсный преобразователь подключен к первому входу первого счетчика, а через первый блок установки и кодирования - к третьему входу интегратора и к первому входу первого блока вычисления порядка, выход второго интегратора через второй время-импуль сный преобразователь подключен к первому входу второго счетчика, а через второй блок установки и кодирования - к третьему входу второго интегратора и к первому входу второго блока вычисления порядка, второй вход которого подключен к второму входу первого блока вычисления порядка и к выходу блока кодирования измерительного шунта, третьи входы первого и второго блоков вычисления порядка подключены к первому входу управляемого делителя частоты, управляющему входу второго усилителя и выходу третьего блока установки и кодирования, вход которого подключен к выходу второго усилителя, выход генератора тактовых импульсов соединен с первым входом третьего счетчика и с вторым входом управляемого делителя частоты, выход которого подключен к вторым входам первого и второго счетчиков, второй вход третьего счетчика подключен к выходу блока определения наличия дуги.

На чертеже представлена схема устройства .

Устройство содержит испытуемые контакты 1, измерительный шунт 2, нагрузку 3, блок 4 питания, первый усилитель 5, второй усилитель 6, блок 7 умножения блок 8 определения наличия дуги, первый интегратор 9, второй интегратор 10, генератор 11 тактовых импульсов, три блока 12,13 и 14 установки и кодирования, два время-импульсных преобразователя 15 и 16, управляемый делитель 17 частоты, блок 18 кодирования измерительного шунта и два блока 19 и 20 вычисления порядка, три счетчика 21,22 и 23·

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии все счетчики сброшены в нулевое состояние, на блоке 18 кодирования измерительного шунта выставлено значение номинального тока используемого измерительного шунта 2, испытуемые контакты 1 замкнуты, по цепи испытуемых контактов 1 через нагрузку 3 течет ток от блока 4 питания. Значение тока, протекающего через испытуемые контакты 1 в виде напряжения с измерительного шунта 2 подается на второй усилитель 6, который выполнен с изменяемым коэффициентом усиления. Изменением ко₅ эффициента усиления управляет третий блок 14 установки и кодирования, производящий сравнение выходного сигнала усилителя 6 с опорным напряжением и при равенстве этих двух сигна10 лов - переключение коэффициента усиления в сторону уменьшения.Таким образом, выбирается оптимальный коэффициент усиления второго усилителя 6. Значение коэффициента усиления коди₁₅ руется и запоминается. Падение напряжения на испытуемых контактах 1 подается на первый усилитель 5.

С выходов усилителей 5 и 6 сигналы, пропорциональные мгновенным ₂₀ значениям тока и напряжения, поступают на блок 8 определения наличия дуги, который, анализируя значение тока и напряжения, вырабатывает сигнал управления, поступающий на интегра25 торы 9 и 10, а также счетчик 23.Этот сигнал разрешает проводить интегрирование интеграторам 9 и 10, а также, воздействуя на управляющий вход третьего счетчика 23, разрешает счет30 чику 23 проводить подсчет импульсов, поступающих с генератора 11 тактовых импульсов. В результате чего в третьем счетчике 23 образуется двоичное число, пропорциональное времени горения дуги.

³⁵ Каналы измерения энергии и количества электричества подобны, поэтому рассмотрим подробно один из них канал измерения энергии. Мгновенные значения тока и напряжения поступают ⁴⁰ на блок 7 умножения, на выходе которого образуется мгновенное значение мощности, выделяемой дугой. Сигнал с выхода блока 7 умножения поступает на интегратор 9, где интегрируется ⁴⁵ за время горения дуги. В канале измерения количества электричества сигнал с выхода второго усилителя 6, пропорциональный мгновенному значению тока, интегрируется интегратором ⁵⁰ 10 в течение времени горения дуги. ' Интеграторы 9 и 10 выполнены с изме·* няемой постоянной времени интегрирования. Управление переключением постоянной времени интегрирования ин55 тегратора 9 осуществляется блоком 12 установки и кодирования, а интегратора 10 - блоком 13 установки и кодирования.

Таким образом, после окончания горения дуги результат измерения энергии, выделившейся на дуге, будет представляться мантиссой в виде аналогового напряжения на выходе интег- s ратора 9 и порядком, который формируется первым блоком 19 вычисления порядка из значений кода коэффициента усиления второго усилителя, кода постоянной времени интегрирования *4 первого интегратора 9, который формируется первым блоком 12 установки и кодирования, формируемого блоком 18 кодирования измерительного шунта. В канале измерения количества электричества вычисление порядка производится вторым блоком 20 вычисления порядка таким же образом, как и в канале измерения энергии. Аналоговое напряжение с выхода интегратора 9 преобразуется время-импульсным преобразователем 15 в импульс длительностью, пропорциональной значению напряжения на выходе интегратора 9· Этот импульс открывает первый счетчик 21. На счетный вход первого счетчика 21 поступают импульсы с выхода управляемого делителя 17 частоты. Делитель 17 частоты управляется кодом значения коэффициента усиления второго усилителя 6 и служит для согласования значений мантиссы и порядка результата измерения. Третий счетчик 22, второй блок 20 вычисления порядка и второй время-импульсный преобразователь 16 служат для фиксации результата измерения количества электричества, протекающего через контакты в процессе горения электрической дуги.

Удобство съема показаний результатов измерения без пересчета масштабных коэффициентов, простота эксплуатации и возможность автоматической регистрации результатов измерения позволяет значительно сократить как время подготовки и проведения самого измерения, так и время последующей обработки результатов измерения.

Claims (2)

1. (5) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ Изобретение относитс  к области Iизмерительной техники и может быть использовано дл  исследовани  надежнести коммутационной аппаратуры. Известно устройство дл  измерени  мощности и энергии электрической дуги, содержащее измерительные преобразователи тока и напр жени , множительное устройство, интегратор СП Его недостатком  вл етс  малый ди намический диапазон и низка  точност Известно также устройство дл  измерени  параметров электрической дуги , содержащее включенные последовательно испытуемые контакты и измерительный шунт, параллельно которым через нагрузку подключен блок питани , первый усилитель, подключенный параллельно испытуемым контактам, второй усилитель, подключенный парал лельно измерительному шунту, выходы усилителей подключены к входам блока умножени  и к входам блока определени  наличи  дуги, выход которого под ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ДУГИ ключен к первым входам первого и второго интеграторов, выход блока умножени  подключен к второму входу первого интегратора, второй вход второго интегратора подключен к выходу второго усилител , генератор тактовых импульсов 2. Недостатком известного устройства  вл етс  больша  длительность процесса измерени . Цель изобретени  - сокращение времени измерени . Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  измерени  параметров электрической дуги введены три блока установки и кодировани , два врем гимпульсных преобразовател , управл емый делитель частоты, блок кодировани  измерительного шунта, два блока вычислени  пор дка и три счетчика, причем выход первого интегратора через первый врем -импульсный преобразователь подключен к первому входу первого счетчика, а через первый блок установки и кодиро вани  - к третьему входу интегратора и к первому входу первого блока вычислени  пор дка, выход второго интегратора через второй врем -импульсный преобразователь подключен к первому входу второго счетчика, а через второй блок установки и кодиро вани  - к третьему входу второго интегратора и к первому входу второго блока вычислени  пор дка, второй вход которого подключен к второму входу первого блока вычислени  пор д ка и к выходу блока кодировани  измерительного шунта, третьи входы пер вого и второго блоков вычислени  пор дка подключены к первому входу управл емого делител  частоты, управ л ющему входу второго усилител  и выходу третьего блока установки и ко дировани , вход которого подключен к выходу второго усилител , выход гене ратора тактовых импульсов соединен с первым входом третьего счетчика и с вторым входом управл емого делител  частоты, выход которого подключен к вторым входам первого и второго счет чиков, второй вход третьего счетчика подключен к выходу блока определени  наличи  дуги. На чертеже представлена схема уст ройства. Устройство содержит испытуемые ко такты 1, измерительный шунт 2, нагрузку 3, блок питани , первый уси литель 5, второй усилитель б, блок 7 умножени  блок 8 определени  наличи  дуги, первый интегратор 9, второй интегратор 10, генератор 11 тактовых импульсов, три блока 12,13 и 1 установки и кодировани , два врем -импульсных преобразовател  15 и 16, управл емый делитель 1 частоты, блок 18 кодировани  измерительного шунта и два блока t9 и 20 вычислени  пор дка, три счетчика 21,22 и 23. Устройство работает следующим образом . В исходном состо нии все счетчики сброшены в нулевое состо ние, на блоке 18 кодировани  измерительного шунта выставлено значение номинально го тока используемого измерительного шунта 2, испытуемые контакты 1 замкнуты , по цепи испытуемых контактов 1 через нагрузку 3 течет ток от блока Ц питани . Значение тока, протекающего через испытуемые контакты 1 В виде напр жени  с измерительного шунта 2 подаетс  на второй усилитель 6, который выполнен с измен емым коэффициентом усилени . Изменением коэффициента усилени  управл ет третий блок Ц установки и кодировани , производ щий сравнение выходного сигнала усилител  6 с опорным напр жением и при равенстве этих двух сигналов - переключение коэффициента усилени  в сторону уменьшени .Таким образом, выбираетс  оптимальный коэффициент усилени  второго усилител  6. Значение коэффициента усилени  кодируетс  и запоминаетс . Падение напр жени  на испытуемых контактах 1 подаетс  на первый усилитель 5. С выходов усилителей 5 и 6 сигналы , пропорциональные мгновенным значени м тока и напр жени , поступают на блок 8 определени  наличи  дуги , который, анализиру  значение тока и напр жени , вырабатывает сигнал управлени , поступающий на интеграторы 9 и 10, а также счетчик 23.Этот сигнал разрешает проводить интегрирование интеграторам 9 и 10, а также , воздейству  на управл ющий вход Третьего счетчика 23, разрешает счетчику 23 проводить подсчет импульсов, поступающих с генератора 11 тактовых импульсов. В результате чего в третьем счетчике 23 образуетс  двоичное число, пропорциональное времени горени  дуги. Каналы измерени  энергии и количества электричества подобны, поэтому рассмотрим подробно один из них канал измерени  энергии. Мгновенные значени  тока и напр жени  поступают на блок 7 умножени , на выходе которого образуетс  мгновенное значение мощности, выдел емой дугой. Сигнал с выхода блока 7 умножени  поступает на интегратор 9, где интегрируетс  за врем  горени  дуги. В канале измерени  количества электричества сигнал с выхода второго усилител  6, пропорциональный мгновенному значению тока, интегрируетс  интегратором 10 в течение времени горени  дуги. Интеграторы 9 и 10 выполнены с изме н емой посто нной времени интегрировани . Управление переключением посто нной времени интегрировани  интегратора 9 осуществл етс  блоком 12 установки и кодировани , а интегратора 10 - блоком 13 установки и кодировани . 5 Таким образом, после окончани  горени  дуги результат измерени  энергии, выделившейс  на дуге, будет представл тьс  мантиссой в виде аналогового напр жени  на выходе интегратора 9 и пор дком, который формируетс  первым блоком 19 вычислени  пор дка из значений кода коэффициента усилени  второго усилител , кода посто нной времени интегрировани  первого интегратора 9, который форми руетс  первым блоком 12 установки и кодировани , формируемого блоком 18 кодировани  измерительного шунта. В канале измерени  количества электричества вычисление пор дка производит с  вторым блоком 20 вычислени  пор д ка таким же образом, как и в канале измерени  энергии. Аналоговое напр жение с выхода интегратора 9 преобра зуетс  врем -импульсным преобразователем 15 в импульс длительностью, пропорциональной значению напр жени  на выходе интегратора 9- Этот импуль открывает первый счетчик 21, На счет ный вход первого счетчика 21 поступают импульсы с выхода управл емого делител  17 частоты. Делитель 1 час тоты управл етс  кодом значени  коэф фициента усилени  второго усилител  6 и служит дл  согласовани  значений мантиссы и пор дка результата измерени . Третий счетчик 22, второй бло 20 вычислени  пор дка и второй врем -импульсный преобразователь 16 слу жат дл  фиксации результата измерени  количества электричества, протекающего через контакты в процессе горени  электрической дуги. Удобство сгема показаний результа тов измерени  без пересчета масштабных коэффициентов, простота эксплуатации и возможность автоматической регистрации результатов измерени  по звол ет значительно сократить как врем  подготовки и проведени  самого измерени , так и врем  последующей обработки результатов измерени . Формула изобретени  Устройство дл  измерени  параметров электрической дуги, содержащее включенные последовательно испытуемые контакты и измерительный шунт, параллельно которым через нагрузку подключен блок питани , первый усили тель, подключенный параллельно испытуемым контактам, второй усилитель, подключенный параллельно измеритель8 ному шунту, выходы усилителей подключены к входам блока умножени  и к входам блока определени  наличи  дуги, выход которого подключен к первым входам первого и второго интеграторов , выход блока умножени  подключен к второму входу первого интегратора , второй вход второго интегратора подключен к выходу второго усилител , генератор тактовых импульсов, отличающеес  тем, что, с целью сокращени  времени измерени , в него введены три блока установки и кодировани , два врем -импульсных преобразовател , управл емый делитель частоты, блок кодировани  измерительного шунта, два блока вычислени  пор дка и три -счетчика, причем выход первого интегратора через первый врем -импульсный преобразователь подключен к первому входу первого счетчика, а через первый блок установки и кодировани  - к третьему входу интегратора и к первому входу первого блока вычислени  пор дка, выход второго интегратора через второй врем -импульсный преобразователь подключен к первому входу второго счетчика, а через второй блок установки и кодировани  - к третьему входу второго интегратора и к первому входу второго блока вычислени  пор дка, второй вход которого подключен к второму входу первого блока вычислени  пор дка и к выходу блока кодировани  измерительного шунта, третьи входы первого и второго блоков вычислени  пор дка « подключены к первому входу управл емого делител  частоты, управл ющему входу второго усилител  и выходу третьего блока установки и кодировани , вход которого подключен к выходу второго усилител , выход генератора тактовых импульсов соединен с первым входом третьего счетчика и с вторым входом управл емого делител  частоты, выход которюго подключен к вторым входам первого и второго счетчиков , второй вход третьего счетчика подключен к выходу блока определени  наличи  дуги. Источник информации, . прин тые во внимание при экспертизе 1.Болотин И.Б. и Эйдель Л.З. Измерени  в режимах короткого замыкани . Л., Энерги , 1373, с.161,
2. 2.Самолетное электрооборудование ,Сб.статей под общ.ред.А.Ф.Федосеева ,М. ,0боронгиз,I960,с.71, рис.1,