Ваттметр электрического тока

(я)м. кл. 6 01 й 21/06 Геауаврстввнный квинтет СССР ао делам нэебретеннй н вткрмтнйОпубликовано 23.07.81; Бюллетень М 27 Дата опубликования описания 23,07,8 72) Авторы изобретения) Заявител яновский политехнический ннс(54) ВАТТМЕТР ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОК янного и переменного тока, содержижную катушку, включенную по.но в цепь нагрузки, и подввкнуюдобавочным сопротивлением, вклюлельно цепи нагрузки 111.зти устройства могут измерять 1Изобретение относится к злектроизмерительной технике и может быль использовано для измерения электрической мощности в цепях переменного и постоянного тока,Известны устровства для измерения мощ. ности постощие неподвслеедователькатушку счеииую парш электрическую мощность только на низкпх частотах, имеют большую угловую погреиптость и низкую устойчивость к внешним механическим воздействиям.Наиболее близким по технической сущности,тБ является прибор, содержащий измерительный механизм магннтоэлектрической системы, связанный с выходами двух термопарных преобразователей, нагревательные элементы которых раздельно подключены одними концами к крайним полюсам, включенных последоватеттьно в токовую цепь электрической сети между генератором и нагрузкой, двух шунтов, в среднюю точку соединения которых вклкяенодним концом добавочный резистор цепи напряжения электрической сети, подключенныйдругим концом к общей точке соединениятрех ограничивающих резисторот, два нз ко.торых электрически соединены другими своимнконцами со свободными концами нагреватещных элементов, а третий резистор соединенсвоим свободным концом со вторым проводом электрической сети Щ.Однако "известный прибор имеет вследствиеприменения выоокочуветвителытого измери.тельного мехаазма недостаточную стойкостьк внешним механическим воздействиям, а также большую частотную погрепшость.Цель изобретения - уменьшение чаетотнойпогрешности при одновреметном повышениисгойкости к внешним механическим воздайствиям,Поставттетшая цель достигаетса тем, что вваттметре электрического тока, содержащемшкалытое отсчетиое устройство с указателем,связанным с двумя тепловыьш преобразователями, нагревательные элементы тсоторых3раздельно подключены одними концами ккрайним полюсам, включенных последователь.,но в токовую цепь электрической сети между генератором и нагрузкой двух шунтов, всреднюю точку соединения которых включенодним концом добавочный резистор цепинапряжения электрической сети, подключен.ный другим концом к общему выводу сое.динения трех ограничивающих резисторов,два из которых электрически соединены дру.гимн своими концами со свободными концами нагревательных элементов, а третий резистор соединен своим свободным концом совторым проводом электрической сети, нагрева.тельные элементы тепловых преобразователейвыполнены в виде жестко закрепленных поконцам металлических нитей с большим коэф.фицентом теплового расширения, связанныемеханически серединами через теплоизоляторыс центрами имеющих предварительный натягупругих мембранных коробок, объемы которых связаны между собой через расположенную вдоль шкалы отсчетного устройства про,зрачную капиллярную трубку с указателем ввиде капельки жидкости.На чертеже схематически изображена конструкция ваттметра,л 849088 10 15 20 25 Ватгметр содержит нагревательные элементы 1 и 2 тепловых -преобразователей, выполнен.ных в виде жестко закрепленных на тепло.изоляционных кронштейнах 3 тонких металли. . ческих нитей с большим коэффициентом теплового расширения, механически связанные серединами через теплоизоляторы 4 и 5 с центрами имеющих предварительный натяг упругих мембранных коробок 6 и 7. Объемы коробок связаны между собой через расположенную вдоль шкалы 8 отсчетного устройства прозрач. ную капиллярную трубку 9 с указателем в виде капельки жидкости 10, Нагревательные элементы 1 и 2 раздельно подключены од.ними концами к крайним полюсам, включенных последовательно в токовую цепь электрической сети между генератором 11 и нирузкой 12 45 двух шунтов 13 и 14, В среднюю точку соединения шунтов 13 и 14 включен одним концом добавочный резистор 15 цепи напряжения электрической сети, подключенный другим кон.цом к общему вывзду соединения трех огра. ничивающих резисторов 16 - 18, два из которых 16 и 17 электрически соединены другими своими концами со свободными концами нагре.вательных элементов 1 и 2. А третий резистор 18 соединен свободным" своим концом со вторым проводом электрической сети. Мембран.иые коробки 6 и 7, теплоизоляционные крон.штейны 3, шкала 8 и прозрачная капиллярная трубка 9 отсчетиого устройства, а также огра 4ничивающие резисторы 16-18 закреплены вкорпусе прибора 19.Ваттметр работает следующим образом.При подаче электрического напряжения отгенератора 11 в электрическую сеть через одинаковые шунтирующие резисторы 13 и 14протекает ток нагрузки 12 электрической се.ти, а через добавочный резистор 15 протекаетток, пропорциональный напряжению сети иограниченный величиной резистора 18. Токи,протекающие через тонкие металлические нити 1 н 2, обусловлены напряжениями на резисторах 13, 15 и 14, 15 соответственно, Пренебрегая в первом приближении частью нагрузочного тока, ответвляющегося в термопреобразователи, можно считать, что ток, протека.ющий через нить 1, пропорционален сумме падения напряжения на резисторах 13 и 15, че.рез нить 2 - пропорционален разности падениянапряжения на резисторах 14 и 15. Нагрев,жестко закрепленных но концам на теплоизо.ляционных кронштейнах нитей 1 и 2 вызы.вает их удлинение по квадратичному закону,приводящее к смещению середин нитей 1 и2, связанных через теплоизоляторы 4 и 5 сцентрами упругих мембранных коробок 6 и 7,закрепленных как и теплоизоляцнонные крон.штейны 3, шкала 8, прозрачная капиллярнаятрубка 9 отсчетного устройства и ограничивающие резисторы 16 - 18 в корпусе прибора 19,что приводит к уменьшению их объемов,Так как уменьшение объема мембраннойкоробки б (Л Ч,) пропорционально величине( + Ч), где- ток нагрузки 12; Ч - на.пряжение сети, а уменьшение объема мембранной коробки (ЬЧ) пронорциоиально величине ( - Ч), то смещение капельки жидкости 10 относительно шкалы 8 в кзпипляре 9,соединяющем мембранные коробки 6 и 7, будет пропорционально величинез ЬЧз , Ч) ( ) Ргде Р - мощность, потребляемая нагрузкой12 от генератора 11.Использование в качестве указателя капель.ки жидкости 10 в сочетании с заполненнымивоздухом мембранными коробками б и 7 ис.ключает влияние на показания прибора одновременного равного уменьшения объемов мем.бранных коробок б и 7 и позволяет произ.водить операцию выапания непосредственнона индикаторном устройстве,При отсутствии электрического тока в нагрузке 12 контролируемой сети происходитнагрев тонких металлических нитей 1 и 2практически одинаковым током, пропорцио.нальным напряжению контролируемой сети,За счет использования в приборе указате.ля капнплярного типа в сочетании с тепловыми преобразователями обеспечивается умень.5 84908 шение частотной погрешности при одновремен ном увеличении стойкости к внешним меха.ническим воздействиям, что позволяет испольэовать его вместо электромеханнческжс устройств, особенно при работе на нестационарьи объектах. Формула изобретения УоВаттметр электрического тока; содержащий шкальное отсчетное устройство с указателем, связанным с двумя тепловыми преобразователями, нагревательные элементы которых раэ. дельно подключены одними концами к край. 5 ним полюсам, включенных последовательно в токовую пень электрической сети между генератором и нагрузкой двух шунтов, в среднюю точку соединения которых вклю.чен одним концом добавочный резистор цепи напряжения электрической сети, подключенный. Другим концом к общему выводу соединения трех ограничивающих .резисторов, два из которых электрически соединены дру гимн своими концами со свободными кон. 8 .цами нагревательных элементов, а третий резистор соединен своим свободвымконцом со вторым проводом электрической сети; о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью уменьшения частотной погрешности при одновременном увеличении стойкости к внешним меха. ническим воздействиям, нагревательные элементы тепловых, нреобразователей выполнены . в виде жестко закрепленных по кошрм ме. таллических нитей с большим коэффициентом теплового расширения связанные механически серединами через теплоизоляторы с центра. ми имеющих предварителыпах натяг упругих мембранных коробок, объемы которых связаны между собой через расположенную вдоль шкалы отсатиого устройства прозрачную ка пиллярную трубку с указателем в виде капельки жидкости,Источники информациипринятые во внимание при экспертизе1, Фремкс А, В. Электрические измерения. М"Энергия", 1973, с, 145.2. Арутнаов В. О. Электрические измеритель. ные приборы и измерения. М-Л., Госзнергонз. дат, 1958, с. 155 (прототип).849088 ов тавитаь А, Жаркред М,Коштура В.синицк редактор В, Лазаренко рре одлис Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проект аз б 084/57 ВНИИПИ по дел 113035, МТираж 73 сГосударственногоам изобретенийосква, Ж - 35, Рау омитета СССРоткрыпйскан наб., д, 4/