Измеритель энергии искры

союз соютснихойицмшаеюиРЕСПУБЛИК 9 З,бц С 01 а 21/0 ОСУДАРСТВЕННО ДЕЛАМ И ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН АВТОРСКОМУ С 1 ВИДЕТЕЛЬСТВУ роцессыцепей. КРЫ,разовакото(21) 3333833/18-21(71) Особое конструкторское бюропри Смоленском заводе им. ХХУ съезда КПСС.(56) 1, Авторское свидетельство СР 585455, кл. С 01 й 21/06, опубл1977. 2. Буткевич Г.В. Дуговые и при коммутации электрических М "Высшая школа", 1967.(54)(57) ИЗМЕРИТЕЛЬ ЭНЕРГИИ ИС содержащий измерительные преоб тели тока и напряжения, входы рых являются входами устройства, аналоговые ключи, два интегратора, аналого-цифровой преобразователь, устройство управления и источник опорного напряжения, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены третий интегратор, аналоговые запоминающие устройства, множительно-делительное устройство, элемент совпа дения и формирователи высокого и низкого уровней, причем вход формирователя высокого уровня соединен свыходом измерительного преобразователя напряжения и входом первогоаналогового ключа, вход формирователя низкого уровня соединен с выходом измерительного преобразователятока и входом второго аналоговогоключа, выходы формирователей высокого и низкого уровней через элементсовпадения соединены с первым входом устройства управления и управляющими входами аналоговых ключей,выходы которых через соответствую"щие последовательно соединенные интегратор и аналоговое запоминающееустройство подключены ко вхбцаммножительно-делительного устройства,выход которого через аналого-цифровой преобразователь соединен со вто"рым входом устройства управлени 3,выходы которого подключены .к управляющим входам интеграторов, аналоговых запоминающих устройств и аналого-цифрового преобразователя, входтретьего аналогового ключа соединенс шиной источника опорного напряже"ния.Изобретение относится к электро- измерительной технике, в частности к устройствам для измерения мощности и электрической энергии быстротекущих импульсных процессов, и может быть использовано для измерения 5 электрической энергии электрических разрядных процессов, возникающих при включении или отключении в коммутационной аппаратуре, в электрических разрядниках и устройствах 10 аналогичного назначения.Известно усройство для измерения электрической энергии, содер" жащее преобразователи тока и напря-. жения, входы которых являются вхо дами устройства, а выходы подключены к входам множительного устройства, выход которого через пре" образователь с частотным выходом соединен с входом коммутатора, подсоединенного к входам первого и вт 5 ого счетчиков импульсов, вход блока определения знаков соединен с вы-, ходом множительного блока, а выход -,с управляющим входом коммутатоРа 1.25Недостатком данного устройства является инерционность измерения, не позволяющая измерять энергию быстропротекающих процессов.Известно также устройство для .измерения энергии искры, содержащее измерительные преобразователи тока и напряжения, входы которых являются входами устройства, аналоговые ключи, два интегратора, аналого" цифровой преобразователь, устройство 35 . управления и источник опорного напряжения. В устройстве энергию определяют путем осциллографического измерения тока, напряжения и времени существования разряда 2 3. 40Недостатком известного устройства является низкая точность измерения.Цель изобретения - повышение точности измерения. 45Поставленная цель достигается тем, что в измеритель энергии искры, содержащий измерительные преобразователи тока и напряжения, входы которых являются входами устройства аналоговые ключи, два интегратора,50 аналого-цифровой преобразователь, устройство управления и источник опорного напряжения, введены третий интегратор, аналоговые запоминающие устройства, множительно-делительное . устройство, элемент совпадения и Формирователи высокого и низкого уров-ней, причем вход формирователя высокого уровня соединен с выходом измерительного преобразователя на пряжения и входом первого аналогового, ключа, вход Формирователя низкого уровня соединен с выходом измерительного преобразователя тока и входом второго аналогового ключа, вы-А 5 ходы формирователей высокого и низкого уровней через элемент совпа,цения соединены с управляющими входами аналоговых ключей и первым входом устройства управления, выходы аналоговых ключей через соответствующие последовательно соеди- ненные интегратор и аналоговое запоминающее устройство подключены ко входам множительно-делительного устройства, вход третьего. аналогового ключа соединен с шиной источника опорного напряжения, выход множитель- но-делительного устройства через . аналого-цифровой преобразователь сое динен со вторым входом устройства управления, выходы которого подключены к управляющим входам интеграторов, аналоговых запоминающих устройств и аналого-цифрового преобразователя.На Фиг.1 представлена структурная схема измерителя энергии искры; на Фиг.2 - временные диаграммы его работы.Измеритель энергии искры подключается к клеммам исследуемого коммутационного изделия 1, в цепи питания которого включен эталонный резистор 2, и содержит измерительные преобразователи 3 и 4 напряжения и тока, Формирователи 5 и 6 высокого и низкого уровней, элемент 7 совпадения, аналоговые ключи 8-10, интеграторы 11-13, аналоговые запоминающие устройства 14-16, множитель- но-делительное устройство 17, аналого-циФровой преобразователь 18 и устройство 19 управления.Вход преобразователя 3 напряже-, ния соединен с клеммой напряжения, исследуемого коммутационного изделия 1, а выход - со входами ключа 8 и Формирователя 5 высокого уровни, Вход преобразователя 4 тока соединен с токовой клеммой исследуемого коммутационного изделия 1, соединенного с эталонным резистором 2, а выход - со входами ключа 10 и формирователя б низкого уровня. Выходы Формирователей 5 и 6 через элемент 7 совпадения сОединены с управляющими входами ключей 8-10 и первым входом устройства 19. Выход ключа 8 соединен со входом триггера 11, вход ключа 9 соединен с шиной 20 источника опорного напряжения, а выход - со входом интегратора 12, выход ключа 10 соединен со входом интегратора 13. Выходы интеграторов Х 1 и 13 через аналоговые запоминающие устройства 14 и 16 соответственно соединены с множительными входами множительно-делитель- ного устройства 17, делительный вход которого соедйнен с выходом аналогового запоминающего устройства 15; а выход - со входом аналого1013866 60 65 цифрового преобразователя 18, выход которого соединен со вторым входом устройства 19, выход последнего подключен к управляющим входам интеграторов 11-13 и.аналоговых запоминающих устройств 14-16, 5Устройство работает следующим об-. разом.В исходном состоянии исследуемое коммутационное изделие 1 находится во включенном состоянии. Через него 10 протекает постоянный ток, величина которого определяется нагрузкой, под-. ключенной к клемме напряжения исследуемого изделия.Измерительный преобразователь на пряжения представляет собой усилитель с большим входным сопротивлением. При замкнутых контактах иэделия ,1 напряжение (фиг.2 а), поступающее с выхода преобразователя 3 на вход формирователя 5, мало, и на выходе формирователя 5 присутствует низкий потенциал .запрещающий работусэлемента 7.По эталонному резистору 2 протекает ток нагрузки иэделия 1Падение напряжения, пропорциональное ,току нагрузки, с эталонного резистора через токовую клемму поступает на вход измерительного преобразова.теля 4 тока, представляющего собой усилитель Уровень напряжения (фиг.2 б) на выходе преобразователя 4 достаточен для того, чтобы на выходе формирователя 6 был высокий потенциал, 35В момент. размыкания контактов изделия 1 напряжение на входе преобразователя 3 начинает возрастать, возрастает уровень напряжения и на его выходе, что прнводит к срабаты ванию формирователя 5 и появлению на его выходе высокого потенциала (фиг.2 в), открывающего элемент 7 по первому входу. Так как элемент совпадения по второму входу открыт высоким потенциалом (Фиг.2 г) с выхода форьирователя 6, то на выходе элемента 7 появляется сигнал (Фиг.24, время существования которого определяется временем протекания тока через эталонный резистор 2 после.момента размыкания контактов изделия 1, т.е, .временем существования разрядного процесса, горения электрической дуги или проскакивания искры, в зависимости от характера испытания. По прекращении протекания тока :через эталонный резистор 2 уровень напряжения с выхода измерительного преобразователя тока 4:уменьшается до напряжения срабатывания формирователа 6, с выхода которого поступает низкий потенциал, запрещающий прохождение сигнала на выход элемента 7. Сигналом с выхца элемента 7 открываются ключи 8-10 и через устройство 19 подается сигнал на управляющие входы интеграторов и аналоговых запоминающих устройств. Напряжение, пропорционаАльное напряжению разрядного процесса, через ключ 8 посту"пает на вход интегратора 11 и,будет интегрироваться им в течение Йременй, равного времени существования разрядного процесса.Напряжение на выходе интегратора 11 в момент прекращения интегрирова" ния пропорционально произведению по.- ступившего входного напряжения на время интегрирования, Это напряжение запоминается устройством 14. Аналогично на вых"де интегратора 12 напряжение пропорционально произведению опорного напряжения на время интегрирования, а поскольку опорное . напряжение неизменно во времени, то напряжение, запомненное устройством 15, пропорционально трлько времени интегрирования. Напряжение,запомненное устройством 16, пропорционально произведению тока нагрузки на время интегрирования. Напряжения с выходов аналоговых запоминающих устройств поступают на вход множительно-делительного устройства 17, которое осуществляет. перемножение напряжений с выходов запоминающих устройств 14 и 16, пропорциональных произведению напряжения разряд ного процесса на время его существования,и произведению тока разрядногопроцесса на время его существования, и делит на напряжение с выхода устройства 15, пропорциональное временисуществования разрядного процесса.Таким образом, на выходе множительно-делительного устройства 17 получается напряжение, пропорциональное произведению напряжения разрядного процесса на его ток и на время существования этого процесса,т.е. энергии разрядного процесса.Аналого-цифровой преобразователь18 преобразует напряжение с выхода множительно-делительного устройства17 в цифровую форму. Информация с выхода преобразователя 18 анализируется в устройстве 19, которое выдает соответствующую информацию, Зависящую от зарегистрированной энергии. После окончания процесса измеренйя и преобразования информации устрой" ство 19 приводит в исходное. состояние интеграторы и запоминающие уст" ройства (связь на чертеже не пока" э ана),Предлагаемый измеритель энергии искры позволяет измерять энергию быстротекущих процессов иэ-за наличия Формирователей низкого и вы 1013866соного уровней, которые совместно сэлементом совпадения позволяют вы,делить временной интервал, равныйФЗаказ 3009 дпи оноеГ СРдед 4/ ал ППП "Патент оектная, 4 Уж горо/53ВНИИПИио113035 Тираж 708 По осударственного комитета СС лам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушскаи наб.