Электрическое компенсационное измерительное устройство

 

М 67542

Класс 74Ь, Зо1

СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зарегистрировано в а CCCP

Н. Г. Леонов

Э ПЕКТРИЧЕСКОЕ КОМПЕНСАЦИОННОЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ

УСТРОЙ СТВО

Заявлено 5 ноября 1943 г. в НКВМФ з- Ле 5297 (330101) Опубликовано 3! двяабгя 1946 г.

Предметом настоящего авторского свидетельства является электрическое компенсационное измерительное устройство, в котором измеряемая электрическая величина компенсируется периодически изменяющимся напряхкением таким образом, что момент их взаимной компенсации фиксируется срабатыванием нулевого реле. Отличительной особенностью устройства, согласно изобретению, является использование нулевого реле для подачи при его срабатывании в цепь измерительного прибора такого импульса напряжения, который равен или превышает по вели, чине максимальное значение компенсационного напряжения и направлен навстречу последнему с целью непосредственного измерения значения компенсациошюго тока в момент компенсации по отклонению светового указателя какого-либо малоинерционного прибора, например, по типу вибрационного гальванометра, Сущность изобретения поясняется чертежом, на фиг. 1 которого дана схема предлагаемого устройства, на фиг. 2 — упрощенная схема того же устройства, на фиг. 3— график работы устройства, на фиг. 4 — вариант выполнения предлагаемого устройства для работы на переменном токе и на фиг. 5— график работы последнего варианта устройства.

Схема (фпг. 1) электрического компенсационного измерительного устройства собирается из: 1) сопротивления Д „ на части RÄ которого компенсируется измеряемое напряжение R,, 2) нулевого реле

HP, включенного B измерительную цепь. и 3) вибрационного га чьванометра 13I, включенного в цепь компенсационного тока. Компенса.ционное напряжение пилообразной или иной формы подается на зажи7! «Л2

За каждый цикл изменения компенсационного напряжения для кагждого значения U,. измеряемой величины дважды отыскивается равное и противоположно направленное уравновешивающее падение напряжения Ug на сопротивлении

R„. При этом в каждый момент компенсации чувствительное реле

НР замыкает свои контакты в цепи вибра цпонного гальванометра В1

Контакты реле HP замкнуты в течение всего времени перекомпенсацни, что обеспечивает подачу длительного импульса. постоянного

Яо 61 о42 по величине и обратного по направлению напряжения на зажимы вибрационного тальванометра В1 (импульс отсечки).

Влияние дополнительного напряжения, подаваемого на вибрационный гальванометр в момент «отсечки», на величину и форму кривой компенсационного тока может быть сд лано весьма мальв|.

Действительно при отсутствии тока «отсечки» мгновенное значение компенсационного тока определяется выражением (1) (фиг. 2):

U ()

n + г где Ь вЂ” мгновенное значение компенсирующего напряжения на за>кимах, Р„ — сопротивление потенциометра, R — сопротивление гальванометра с шунтом.

При наличии тока «отсечки», для того же значения компенсирующего напряжения величина компенсационного тока будет:

V — 1, Л,. U

Л. -1- В, В. +Л, — — (2)

Лп (.1 г где 1 „— ток отсечки, принятый равным ампулитудному значени!о компенсационного тока.

Влияние тока отсечки на компе11сационный ток определяется разностью выражений (1) и (2):

-А г

Ьг =, — г — — — — 1„.

R„+ В,Величина этой разности опрсде 1г ляется о!ношением:

1,> + г

В связи с тем, что вибрацио шые гальванометры имеют малое вчутреннее сопротивление, отношение

Л: может бьгп> получено

Лn г весьма малым.

Л ример.

Л, — 0,1----,,R„100 2.

Ьг=I„ = I„

R, 0,1

Л, +Л, 100+ 0,1

== 0,001 Х„ или л l = 0,1 % от 1толного отклонения гальванометра.

При м еч ание..при определении » влиянием измеряемого напряжения на компенсационный ток можно пренебречь, так как это пе сказывается на конечном результате.

Для получения возможно большей точности измерения необходимо пользоваться вибрационны ми гальваномстрами с высокой собственной частотой колебаний. Последние дают меньшу1о погрешность, обусловленную инерционными свойствами гальванометра.

Сопротивления Ь „, и Rg представляют собой комбинированный шунт для вибрационного гальванометра (фиг. 1).

Развернутая кaðòèíà раооты устройства показана на графиках фиг. 3, где оси абсцисс разделены на циклы, соответствующие полному изменению компенсационного тока, На графике а для примера даны пять значений измеряемого напряжения или других величин, выраженных напряжением U„, на

1рафике б — изменение уравновешивающего напря>кения У,. (взятое для примера пилообразной формы); на графике в — импульсы от"с:÷êè;;íà графике г — форма кр.,1вой тока, проходящего через гальванометр при разных значениях измеряемой величины; график д дает длины световых полос от зеркальца гальванометра, соответствующие величинам компенсационного тока и напряжения Г,. Из графика следует, чго компенсация наступает в момент равенства уравновешива1ощего напряжения измеряемому и что показания вибрационного гальвапометра (длина световой полосы) точно соответствуют измеряемому

1 апряжению.

Электрическое компенсационное

1l;5ë!i-. 1.111 eëüíÎÎ yc 1 130èñòÁÎ, собранное- 110 описанной выше схеме, может автоматически измерять переменные по вели пше и постоянные по знаку напря>кения или другие величины, выраженные напряжением.

_#_r 67542

Вместо, подачи в вибрационный гальванометр в момент времени перекомпенсации импульса «отсечки» и отведения этим светового указателя в противоположную сторону, можно применять простое закорачивание зажимов гальванометра на время перекомпенсации (приведение светового указателя к нулевому положению).

При .питании устройства переменным токо., OHQ может быть выполнено для измерения сравнительно медленно меняющихся по величине и направлению напряжений или других величин, выраженных напряжениемм. В этом случае (фиг, 4) электронное нулевое реле, в своей исполнительной части питаемое от той же сети, что и компенсационное устройство, дает импульсы отсечки, противоположные по знаку той полуволне напряжения, посредством которой производится кс мпенсация (в противофазе). Импульсы «отсечки» могут быть не прямоугольной формы, а синусоидальные, с амплитудой, равной амплитуде компенсационного тока. Световой указатель вибрационного гальванометра в моменты перекомпенсации будет приводиться в нулевое положение. Работа схемы ясна из приведенных на фиг. 5 графиков, где оси абсцисс разделены HB циклы, соответствующие полному изменению компенсационного тока.

На графике а для примера даны два значения измеряемого напряжения, отличающиеся величиной и знаком.

На i-рафике б — изменение компенсационного напряжения.

На графике в — импульсы отсечки.

На графике г — форма кривой тока, проходящего через гальванометр, т. е. геометрическая сумма тока «отсечки» и компенсационного тока. Следует напомнить, что кривая тока, проходящего через сопротивление R» (фиг, 4), как было доказано вьш;е, остается практи iески синусоидальной.

График д — показывает длины световых полос от светового указателя гальванометра для двух значений измерямой величины.

Из графика д видно:

1) в полупериодах, в которых происходит компенсация, длины световых полос определяют мгновенное значение компенсационного тока в моменты компенсации;

2) в полупериодах, в которых не происходит компенсации, длины световых полос постоянные по величине (не зависят от измеряемой величины) и соответствуют амплитудному значению компенсационного тока.

Предмет изобретения

Электрическое компенсацион <ое измерительное устройство, в котором измеряемая электрическая величина компенсируется периодически изменяющимся напряжением таким ооразом, что момент их взаимной компенсации фиксируется срабатыванием нулевого реле, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что нулевое реле использовано для подачи при своем срабатывании в цепь измерительного прибора импульса напряжения, равного или превышающего по величине максимальное значение компенсационного напряжения и направленного навстречу последнему с целью непосредственного измерения значения компенсационного тока в момент компенсации по отклонению светового указателя какого-либо малоинерционного прибора, цапрнмер, по типу вибрацнонного гальванометра.