Устройство для измерения мощности

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ к ьвтовскомю свидетельству Союз СоветскихСоциапнстическнкРеспубпии(51)М, Кл. Ст 01 й 21/00 3 Ьеударстюай кемктет СССР вф далем вэоврвтеккв и открытий(72) Авторь 1 изобретения Л. И. Чередов, Л. Л, Люзе и П. П. Регер Омский политехнический институт и ОмвсиЯгосударственный университет(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МОШНОСТИ 1Изобретение относится к устройствамдля измерения мощности,Известен ваттметр, содержащий преобразователь постоянного напряжения в частоту следования импульсов, генератор стабильного тока с интегрирующим конденсатором, пороговое устройство, входной усилитель, генератор тактовых импульсов,триггер, ключ "сброса", управляющие диоды, источник питания, дифференцирующий1 Оконденсатор 1 ).Недостатками устройства являются сравнительно высокая погрешность дискретности и сложность схемы,Наиболее близким по технической сущт 5ности к изобретению является устройстводля измерения мощности в цепи постоянного тока, содержащее датчик Холла, помещенный в магнитное поле катушки индуктивности, подключенной к входным заОжимам через ограничительное сопротивление2Известное устройство характеризуетсявысокой чувствительностью, но, вследст 2вие влияния температуры на значени выходной величины, низкой точностью. Кроме того, выходной величиной устройства является напряжение, а для получения информации в цифровом виде необходимо преобразовать напряжение в цифровой код, т.е. ввести в устройство дополнительный преобразователь, что усложняет схему устройства и снижает точность измерения.Целью изобретения является повышение точности измерения.Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее полупроводниковый датчик, помещенный в поле катушки индуктивности, первый и:вод которого подключен к первому зажиму нагрузки, первый вывод катушки ицдуктивности подключен к первой шине источника напряжения, два резистора, введен блок умножения частот, а датчик выполнен в виде двух стержней прямоугольной формы, первые выводы которых, снабженные инжектирующими контактами, соединены между собой и подключены ко второй ши3 98000 не источника напряжения, вторые выводы их, снабженные омическими контактами, подключены к соответствующим входам блока умножения частот и через ссютветст. ву.ющие резисторы к жрвой шине источника напряжения, причем второй зажим нагрузки подключен ко второму выводу катушки индуктивности. Один из стержней полупроводникового датчика выполнен из несобственного германия и -типа, другой - 1 О иэ германия п-типа, близкого к собственно муеНа фиг, 1 представлена блок-схема устройства, на фиг. 2 - блок-схема варианта устройства; на фиг. 3 - график, поясняющий работу варианта устройства.Устройство для измерения мощности содержит катушку 1 индуктивности, датчик, выполненный в виде двух полупроводниковых стержней - один (2) из несобст- о венного германия п-типа, другой (3) иэ германия л -типа, близкого к собственному, снабженных инжектирующими 4 и 5, омическими 6 и 7 контактами, резисторы 8 и 9, блок 10 перемножения частот и нагрузку 11. Инжектируюшие контакты 4 и 5 стержней 2 и 3 соответственно соединены с положительной шиной источника напряжения и с одним из зажимов нагрузки 11. Омические контакты 6 и 7 стержней 2 и 3 соединены через соответствующие резисторы 8 и 9 с отрицательной шиной источника напряжения и через катушку 1 со вторым зажимом нагрузки 11. Первый вход блока 10 перемножения часЭ 5 тот подключен к резистору 8, а второй его вход подключен к резистору 9.Устройство работает следующим образом.При помещении стержня 2 из несобственного германия п -типа в магнитное поле катушки 1, силовые линии которого параллельны оси стержня, и при подключении стержня в измерительную цепь последовательно с резистором 8, возникают коле 45 бания тока с частотой , протекающие по стержню. Частота колебаний тока прямо пропорциональна напряженности электрического поля, т,е, напряжению приложенного к контактам кристаллаЕ 1 = Г(Е) - Г(х) или = К,Ох где Ох - напряжение, приложенное к омическому и инжвктирующему контактам кристалла.При помещении стержня 3 иэ германия п-типа, близкого к собственному, в маг 55 нитное поле катушки 1, силовые линии которого параллельны оси стержня, возникают колебания тока с частотой . Час 9 4тота колебаний тока прямо пропорциональна напряженности магнитного поля катушки возбуждения, т.е. току, протекающемупо его обмотке.р = Ир) = Г(3) или Е = К 3где - ток, протекающий по обмотке катушки возбуждения,Величины, пропорциональные частотамколебаний тока, протекающих по стержням2 и 3, подаются на первый и второй входы соответственно блока 10 перемножениячастот, на выходе которого получаем величину, пропорциональную мощности.- , ,- (Ч,х) Р(Рх)илиЕ 2 -- КОхК х = КК д Рх= КРхгде К =К.,Кгде Р, - измеряемая мощность,В случае выполнения стержней датчика в виде усеченной пирамиды большееоснование одного иэ них и меньшее основание другого, снабженные инжектирующими контактами, соединены между собой,меньшее основание одного стержня и большее основание другого, снабженные омическими контактами, подключены к соответствующим входам блока вычитания частот. Стержни датчика выполнены из высокоомного германия и-типа (фиг, 2).Таким образом, введение в устройстводля измерения мощности двух стержней впрямоугольной форме один из несобственного германия п-типа, второй из германия и -типа близкого к собственному, каждый из которых снабжен инжектирующими омическим контактом, двух резисторови блока перемножения частот позволяетповысить точность иэмеренияф Формула изобретения 1. Устройство для измерения мощности, содержащее полупроводниковый дат- чик, помещенный в поле катушки индуктивности, первый вывод которого подключен к первому зажиму нагрузки, первый вывод катушки индуктивности подключен к первой шине источника напряжения, два резистора, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью повышения точности, в него введен блок умножения частот, а датчик выполнен в виде двух стержней прямоугольной формы, первые выводы которых, снабженные инжектируюшими контактами, соединены между собой и подключены к второй шине источника напряжения, вторые выводы их, снабженные омическими контактами, подключены к соответствующим5 980009 6входам блока умножения частот и через гой - из германия и -типа, близкого ксоответствующие резисторы к первой ши- собственному.не источника натяжения, причем второй Источники информации,зажим на;рузки подключен к второму вы- принятые во внимание при экспертизеводу катушки индуктивности. 1. Авторское свидетельство СССР2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю- М 432403,кл.С 01 й 21/00,21,12,71ш е.е с я тем, что один из стержней 2. Электрические измерения, Под ред.полупроводникового датчика выполнен из Е. Г. Шрамкова, М., "Высшая школа",несобственного германия ь-типа, дру- с. 295, рис. 16.3.980009 ФОг Составитель Г. ЯстребоваРедактор Н. Пушненкова Техред С, Мигунова Корректор М. немчик Тираж 717 Государственного комитет ам изобретений и открыт Москва, Ж, Раушская Заказ 9 одписн б., д. 4/ илиал 1/34ИИПИ по д035,"Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4