Устройство для измерения внутреннего сопротивления первичного источника тока

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 14729 9) Б 1 М 10/4 1 Н 31/ ПИС РЕТЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯМПРИ ГННТ СССР Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Авторское свидетельство СССР 11 993365, кл. Н 01 М 10/48, 1981,Авторское свидетельство СССР У 1098052, кл. Н 01 М 10/48, 1983, )(54) УСТРОИСТБО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВНУТРКННКГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ПЕРВИЧНОГО ИСТОЧНИКА ТОКА(57) Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для измерения внутреннего сопротивления первичных источников тока, эксплуатируемых как в стационарных, так и в импульсных режимах, Цель изобретения - расширение функциональных возможностей, Устройство обеспечивает нормирование уровня воздействующего на источник тестового сигнала по мере израсходования энергии этим источником, Зто обеспечивается дифференциальным усилителем 12, усилителем переменного тока 6, цифроаналоговым преобразователем 8, блоком переключателей кода 9, амплитудным детектором 7, двумя фильтрами нижних частот 13,14, амплитудным дискриминатором 15, аттенюатором 10 и соответствующими функциональными связями. При этом измерительное устройство 2 выполнено в виде дифференциального усилителя переменного тока 28 аналого-цифрового преобразователя 29, блока ключей 30 и блока индикации 31. Использование устройства при измерении параметров импульсных источников питания позволяет существенно расширить ( контролируемыи диапазон их работы. 1 илИзобретение относится к электротехнике и может быть использовано 40 для измерения внутреннего сопротивления первичных источников тока,эксплуатируемых как в стационарном,так и в импуЛьсном режимах, в частности, в режиме глубокого разряда.Цель изобретения - расширениеФункциональных возможностей, 10На чертеже приведена схема устройства,Устройство содержит генераторсинусоидальньгх сигналов, измерительное устройство 2, шунт 3, измерительную нагрузку 4, усилитель 5 постоянного тока, усилитель 6 переменного тока, амплитудный детектор 7,цифроан:логовый преобразователь 8,блок 9 переключателей кода, аттенюатор 10 первый дифференциалъныиусилитель 11, второй дифференциаль-.ный усилитель 12, первый Фильтр 13нижних частот, второй фильтр 14нижних частот и амплитудный дискриминатор 15. При этом первый выводизмерительной нагрузки 4 соединен спервой входной шиной 16 и с первымвходом .7 измерительного устройства 2, второй вход 18 которого соединен с первым выводом шунта 3, свходом усилителя 6 переменного тока, с второй входной шиной 19 и через включенные последовательно второй фильтр 14 нижних частот и усилитель 5 постоянного тока - с входом амплитудного дискриминатора 15и с входом О опорного напряженияцифроаналогового преобразователя 8,Выход усилителя 6 переменноготока соединен с первым входом первого дифференциального усилителя 11и через включенные последовательноамплитудный детектор 7 и первыйФильтр 13 нижних частот с третьимвходом 21 измерительного устройства2 и с первым входом второго дифференциального усилителя 12. Выходыблока 9 переключателей кода соединены входами 22 управления цифроаналогового преобразователя 8, выходкоторого соединен с вторым входомвторого дифференциального усилителя 12.Выхоц генератора 1 соединен с инФормационным входом 23 аттенюатора 10, вход 24 управления которогосоединен с выходом второго дифференциального усилителя 12, Вход 25 управления измерительной нагрузки 4соединен с выходом первого дифференциального усилителя 11, второй входкоторого соединен с выходом аттенюатора 10, Выход амплитудного дискриминатора 15 соединен с четвертымвходом 26 измерительного устройства 2, а второй вывод измерительнойнагрузки 4 соединен с вторым выводом шунта 3 и с третьей входнойшиной 27.Измерительное устройстго 2 содержит дифференциальный усилитель 28переменного тока, аналого-циФровойпреобразователь 29, блок 30 ключейчи блок 31 индикации. При этом первый17 и. второй 18 входы измерительногоустройства 2 через дифференциальныйусилитель 28 переменного тока соединены с информационным входом 32аналого-цифрового преобразователя29, выходы которого через блок 30ключей соединены с входами блока 31индикации, Вход 33 опорного напряжения аналого-цифрового преобразователя 29 и вход 34 управления блока 30 ключей соединены соответственно с третьим входом 21 и четвертым входом 26 измерительногоустройства 2,Измерительная нагрузка 4 можетбыть выполнена в виде транзистора35 с резистором Зб цепи эмиттера,причем вход 25 управления измрительной нагрузки 4 соединен с базойтранзистора 35, коллектор которогосоединен с первым выводом измерительной нагрузки 4, а второй выводрезистора 36 соединен с ее вторымвыводом,В предлагаемом устройстве коэфФициенты передачи блоков 5,6,7,13, 14 связаны между собой следующим соотношениемК К. К К, (1Устройство предназначено для подключения к первичному источнику 37 тока с помощью входных шин 16 и 19 и к рабочей нагрузке 38 с помощью шин 16 и 27, При этом в блоке 9 переключателей кода устанавливается двоичный код некоторого числа о, соответствующий безопасному и не вызывающему побочных явлений коэффициенту нестабильности тока данного типа источника 37.Устройство работает следующим образом.Ток первичного источника 37 через шунт 3 поступает в рабочую нагрузку 38, При этом на шунте 3 образуется падение напряжения, которое через Фильтр 14 нижних частот и усилитель 5 постоянного тока поступает на вход амплитудного дискриминатора 15, на выходе которого Формируется "1", поступающая чрез вход 26 измерительного устройства 2 на вход 34 управления блока 30 ключей и г.оддерживающая их в открытом состоянии. Кроме того, сигнал с вь- хода усилителя 5 постоянного тока величиной11, = 1 Ез КК. поступает на вход 20 опорного напряжения цифроаналогового преобразователя 8, на вьгходе которого образуется постоянное напряжение величиной1 н В К- К 1 ая(2)поступающее на второй вход диффе- ренциального усилителя 12Синусоидальньтй сигнал с выхода генератора 1 псступает на информационный вход 23 аттенюатора 10 сиг - нал с выхода которого через дифференциальный усилительпоступает на вход 25 управления измерительной нагрузки 4, что приводит к возбуждению транзистора 35 Переменная составляющая тока источника 37 1вызванная Флюктуацией проводимости транзистора 35 измерительной нагрузки 4, вызывает появление переменной. составляющей напряжения на шунте 3, которая через усилитель б переменного тока поступает на первый вход дифференциального усилителя 11. Таким образом, происходит замыкание отрицательной обратной связи по переменному току, обеспечивающей сину" соидальную Форму переменной составляющей тока через шунт 3 и, соответственно, через источник 37 тока,Вместе с тем сигнал с выхода усилителя б переменного тока черезамплитудный детектор 7 поступает на вход фильтра 13 нижних частот, на выходе которого образуется постоянное напряжение величиной1 ь 1 зт 1 эК 6 Кч Коэ (3) которое поступает на первый вход дифференциального усилителя 12. В результате сравнения напряжений 11, и Бз (2), Формируемых с учетом условия (1), на выходе дифференциального усилителя 12 вырабатывается некоторое напряжение, поступающее на вход 24 управления аттенюатора 1 О и изменяющее его коэффициент передачи таким образом, что амплитуда колебаний тока1 становится ваннойЗ 7 з 7Данное соотношение поддерживается гри гюбом значении тока источника 37 что обеспечивает дозирован-.ное воздействие на источник в тече. - 20 ние всего цикла измерения, полностьюисключающее появление в источникесторонних эффектов и его разрушение.Переменная составляющая напряжения на источнике 37, вызванная паде кием напряжения на его внутреннемсопротивлении гпод действием тока Ь 1 г через входы 17 и 18 измерительного устройства 2 поступает навходы дифференциального усилителя 30 28 переменного тока, на выходе кото. рого образуется переменное напряжение ампгитудойУ, =-61 г К35Сигнал с вьгхода дийференциального усилителя 28 переменного тока поступает на информационный вход 32аналого-цифрового преобразователя29, на вход 33 опорного напряжения 40 которого через вход 21 измерительного устройства 2 поступает посто 1янное напряжение с выхода фильтра13 нижних частот величиной (3),При этом на выходе аналого-цифрово го преобразователя 29 образуетсясоответствующий код, поступающийчерез блок 30 ключей на входы блока 31 индикации и индицирующийсяв виде некоторого числа 7 величина которого отражает внутреннеесопротивление источника 37ВьК КК)Я КМгэПо мере разряда источника 37 величина Еэ, меняется, что отражает динамику изменения внутреннего сопротивления г в режиме глубокого разряда источника. При этом, начи72975ьтей. В него введены второй дифференциальный усилитель, усилитель постоянного тока, цифроаналоговьй преобразователь, блок переключателей кода, амплитудньй дискриминатор, двафильтра нижних частот, амплитудньйдетектор и аттенюатор, причем выходусилителя переменного тока через 10 включенные последовательно амплитудный детектор и первый Фильтр нижнихчастот соединен с третьим входом измерительного устройства и с первымвходом второго дифференциального 15 усилителя, второй вход и вьглод которого соединены соответственно свыходом цифроаналогового преобразователя и с входом управления аттенюатора, информационный вход и выход 2 О которого соединены соответственнос выходом генератора и с вторымвходом первого дифференциальногоусилителя, вторая входная шина через включенные последовательно вто 25 рой Фильтр нижних частот и усилительпостоянного, тока соединена с входомамплитудного дискриминатора и с входом опорного напряжения цифроаналогового преобразователя, входы упЗО равления которого соединены с выходами блока переключателей кода, а выход амплитудного дискриминатора соедичен с четвертым входом измеритель-ного устройства, содержащего дифференциальный усилитель переменноготока, аналого-цифровой преобразователь, блок ключей и блок индикации,причем первый и второй входы измерительного устройства через дифферен 4 О циальный усилитель переменного токасоединены с информационным входоманалого-цифрового преобразователя,выходы которого через блок ключейсоединены с входами блока индикации, 4 б а вход опорного напряжения аналогоцифрового преобразователя и вход управления блока ключей соединены соответственно с третьим и четвертымвходами измерительного устройства,ная с некоторого момента времени,ток источника 37 уменьшается настолько, что падение напряжения нашунте 3 становится сравнимым суровнем собственных шумов усилителей 6 и 28, Уменьшение тока источника 37 сопровождается эквивалентным уменьшением напряжения на выходе усилителя 5 постоянного тока,Поэтому в соответствующий моментсрабатывает амплитудный дискриминатор 15, На выходе последнего Формируется "0", который через вход 26измерительного блока 2 поступает навход 34 управления блока 30 ключей,переводя его в закрытое состояние.При этом показания блока индикацииснимаются, что исключает предоставление оператору недостоверной илинезначащей информации, и цикл измерения прекращается. Использование предлагаемого устройства позволяет измерять параметры источников, работающих как в стационарном, так и в импульсном режимах и в режиме глубокого разряда,Формула из обр ет.ения Устройство для измерения внутреннего сопротивления первичного источника тока, содержащее генератор и измерительную нагрузку, первый вывод которой соединен с первой входной шиной и с первым входом измерительного устройства, второй вход которого соединен с второй входной шиной, с первым выводом шунта и через усилитель переменного тока с первым входом дифференциального усилителя, подключенного выходом к входу управления измерительной нагрузки, второй вывод которой соединен с вторым выводом шунта и с третьей входной шиной, о.т л и ч а - ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможносСоставитель И, НайдинаТехред Л.Сердюкова Корректор М, Самборская Редактор И. Касарда Заказ 1719/51 Тираж 694 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж., Раушская наб д. 4/5