SU949511A1 - Автоматический компенсатор - Google Patents

Description

(St) АВТОМАТИЧЕСКИЙ КОМПЕНСАТОР

Изобретение относитс  к эЛектроизмерительной технике и предназначено дл  измерени  посто нных токов, напр жений и ЭДС.

Известны автоматические компенсаторы , содержащие резисторные измерительные цепи с реохордом, усилитель некомпенсации с реверсивным двигателем на выходе и механической св зью вала.двигател  с движком реохорда l.

Однако указанные, кo шeнcaтopы позвол ют и мер ть компенсационным методом только ток. Измерение с их помощью напр жений может произведено только косвенно, что приводит к методической погрешности. Кроме того, они имеют узкий диапазон измерени  тока, с расширением которого растет структурна  погрешность.

Наиболее близким по технической суетности и достигаемому результату к изобретению  вл етс  автоматический компенсатор, содержащий мостовую измерительную цепь с реохордом, в измерительную диагональ которой через движок реохорда последовательно включены усилитель некомпенсации и зажимы дл  подключени  измер емого напр жени , источник напр жени  питани , реверсивный двигатель, под- .

ключенный к выходу усилител  и механически св занный с движком, вспомогательный образцовый резистор,потенциальные зажимы которого при из- . мерении тока соединены с входными зажимами напр жени , а токовые - с входными зал«имами дл . подключени  измер емого тока fSj.

Однако при измерении тока этим

10 устройством имеет место методическа  погрешность измерени  от измерени  режима работы цепи с измер емым током , в которую вводитс  образцовый резистор, что снижает точность изме15 рени  и сужает область применени  известного компенсатора, поскольку целый р д токовых датчиков физических величин имеет малые выходные токи , дл  измерени  которых требуетс 

20 образцовый резистор большого сопротивлени .

Кроме того, при такой конструкции компенсатора, при нарушении контакта между движком и обмоткой реохорда

25 ( чаще всего вследствие по влени  окисной пленки) напр жение между ними весьма мало или (в момент компенсации ) отсутствует и не может вызвать электрического пробо  окисной пленки.

30 Это приводит к частьм отказам компенсатора в работе, снижа  его надеж- . ность.

; Цель изобретени  - повышение точности измерени  , надежности и расширение функциональных возможностей устройства.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в автоматическом компенсаторе, содержащем мостовую измерительную цепь с реохордом, движок которого включен в одну из диагоналей мосто|Вой цепи, усилитель некомпенсации с подсоединенным к его вькоду реверсивным двигателем, вал которого механически св зан с движком реохорда, источник питани  и зажимы дл  подключени  измер емой величины, в нем источник питани  выполнен в виде стабилизатора тока, к одному из концов измерительной диагонали подключен один из входных зажимов усилител  и один из входных зажимов дл  подключени  измер емоготока, другой входной зажим усилител  соединен с подвижным контактом дополнительно введенного переключател , один из неподвижных контактов которого подключен к одному из входных зажимов дл  подключени  измер емого напр жени , а другой - к другому зажиму дл подключени  измер емого тока, которы через добавочный резистор подключен другому концу измерительной диагонал и другому зажиму дл  подключени  измр емого напр жени , при этом входные зажимы дл  подключени  измер емого тока соединены через вспомогательный выключатель.

На чертеже представлена схема автоматического компенсатора.

Компенсатор содержит мостовую измерительную цепь, образованную резне торами 1-4 и реохордом 5, источник питани  - стабилизатор 6 тока, образующий , вместе с подключенным к его выходу движком реохорда, диагональ питани  мостовой цепи, усилитель 7 некомпенсации с подсоединенным к его выходу реверсивным двигателем 8, вал которого механически св зан с движком реохорда , входные зажимы 9 и 10 дл  подключени  измер емых напр жени  и тока, соответственно, добавочный резистор 11, включенный последовательно с зажимами дл  подклчени  измер емого тока в измерительную диагональ мостовой цепи, переключатель 12 режимов работы компенсатора (на схеме показан в положении соответствующем режиму измерени  тока ) , выключатель 13, измен ющий диапазон иэмерени г напр жений (при изме рении тока - разомкнут).

При измерении тока переключатель 12 и выключатель 13 наход тс  в положении , показанном на схеме. Измер емый ток подводитс  к зажимам 10, к

которым подведен также компенсирующий ток. Если эти токи не равны, то на входе усилител  некомпенсации имеетс  сигнал и реверсивный двигатель 8 вращаетс  и перемещает движок реохорда 5. Последний измер ет компенсиру - ющий ток до момента компенсации,когда компенсирующий и измер емый токи равны. При этом сигнал на входе усилител  исчезает, двигатель останавливаетс  и по шкале производитс  отсчет измер емого тока. А так как напр жение между зажимами измер емого тока весьма близко к нулю, то и входное сопротивление компенсатора также практически равно нулю. При этом измер ема  цепь не нагружена и методическа  погрешность, свойственна  известному компенсатору, отсутствует.

Выведем уравнение шкалы компенсатора в режиме измерени  тока. Предположим , что сопротивление вспомогательного резистора 11 равно нулю. Учт  это в момент компенсации можно считать измерительную декаду закороченной . Компенсирующий ток определ етс  как

iVIi-Iz.(1)

В свою очередь

(-Rp+R4)3

1 где

2.М

1 ,

i. - сопротивлени 

И соответственно резисторов 1-4 мостовой схемы}

а

-выходной ток стабилизатора тока;

1..1г

-токи в двух смежных плечах моста;

-выходной (компенсируюIK щий) ток;

Л- параметр, характеризующий относительное положение движка реохорда и равный -|ь (где bRр - сопротивление между движком реохорда и его нижним по схеме выводом, а Rp полное сопротивление реохорда). Очевидно , что в начале шкалы компенса-. тора Л 0, а в конце , т.е. О S -1

Подставив последние выражени  в (1) получаем

т т /« Rf -W . , R4--,

Rj+R

Поскольку 1ц есть линейна  функци  , шкала компенсатора линейна, причем в зависимости от соотношени  слагаемых в скобках последнего выражени  Тт.е. в зависимости от значений сопротивлений резисторов) она может быть с подавленным нулем, нулем в начале или внутри себ . При измерении напр жений или ЭДС: переключатель 12 ставитс  в положение, противоположное показанному на схеме . Измер емое напр жение подводитс  к зажимам 9 и, если оно не равно компенсирующему, то на вход усилител  .некомпенсации поступает сигнал . Далее все происходит, как и при измерении тока. Компенсирующее напр жение по теореме о эквивалентном генераторе определ етс  выражением

lK-Vi f. где и - выходное (компенсирующее)

напр жение;

R - выходное сопротивление измерительной схемы, т.е. сопротивление ее между концами измерительной диагонали .

Поскольку выходное сопротивление стабилизатора тока весьма велико (простыми средствами может быть достигнуто К7107-0м), то при определении Rgbix диагонсшь питани  можно считать разомкнутой. Отсюда следует, что выходное сопротивление измерительной схемы посто нно и не зависит от положени  движка рео хорда.

Таким образом, и отличаетс  от 1 только посто нным коэффициентом, равным Rgbfx- Посто нство Яg, позвол ет простыми средствами измен ть диапазон измерений компенсатора. Дл  этого .в него введен вспомогательный резистор 11 и выключатель 13 При сопротивлении резистора 11 замкнутом в режиме измерени  напр жени  выключателе 13 новое значение компенсирующего тока Г определ етс  как

UK

R вых

I,

fibW -f-t Bb/X il л

KR,

Rfltiii/ RX

a компенсирующего напр жени -и,(

«

При разомкнутом выключателе 13 диапазон измерени  напр жений не измен етс , т.е. . Мен   сопротивление резистора 11 R , можно обеспечить необходимый диапазон измерений компенсатора. В частности, максимальный диапазон измерени  тока имеет место при .

Устройство позвол ет на три пор дка уменьшить в режиме измерени  тока входное сопротивление компенсатора и, исключив методическую погрешность , повысить точность измерени  и существенно расширить совокупность устройств и цепей, где может быть использован компенсатор.

При нарушении контакта между движком реохорда и обмоткой увеличиваетс  выходное напр жение стабилизатора тока, которое может достигат

дес тков вольт. Это напр жение обеспечивает электрический пробой окисной пленки, восстановление контакта и, следовательно, работоспособность устройства.

Посто нное выходное сопротивление измерительной схемы в обоих режимах измерени , обуславливающее посто нную чувствительность, дает возможность обеспечить оптимальную динамику след щей системы предлагаемого автоматического компенсатора .во всех точках шкалы.

Claims (2)

1.-Теплоэнергетические и химикотехнологические приборы и регул тоРЫ . Л., Машгиз, 1959, с.51-55.

2.Электрические измерени -. Средства и методы измерений (общий курс). Под ред.Е.Г.11 рамкова. М., Высша  школа, 1972, с.258.

П

9

Г

Л

«7 Л7 л //

:11чэi j