Способ поверки электромеханических ваттметров

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 35 00 4 (511 ОМИТЕТ СССРНИЙ И ОТКРЫТИЙ ГОСУД АРСТВЕНН ПО ДЕЛАМ ИЗОБг.1 ОП НИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ(56) 1.Безикович А,Я. и дка для поверки ваттметрометров и вольтметров нори повышенной частоты. Трвып.28 (84 ). М,-Л. Машги2. Авторское свидетелВ 789960,кл.С 01 К 35/00(54) (57) СПОСОБ ПОВЕРЩ ЭЛЩТРОМБХАНИЧЕСКИХ ВАТТМЕТРОВ путем раздельного питания цепей напряжения и тока,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения точности процесса поверки, в качестве поверочных сигналиспользуются периодические последовтельности импульсов прямоугольнойформы типа меандр, изменение показаний поверяемого прибора осуществляется путем изменения амплитудных ивременных параметров формируемых прямоугольных сигналов, определяющихкалиброванное значение мощности,ипо нему и по показанию поверяемогоприбора находят погрешность послед1157490 Используя эти обозначения, запишем выражения для комплексов полных сопротивлений измерительных цепей: Изобретение относится к электроиэ.мерительной технике и может бытьиспользовано при поверке ваттметровэлектромеханической системы.Известен способ поверки ваттметров с раздельным питанием цепей токаи напряжения, заключающийся в том,что на образцовый и поверяемый приборы подается номинальное напряжениеО от источника напряжения,фаэорегу Олятором устанавливается необходимыйугол сдвига фаз и, изменяя ток втоковых обмотках обоих приборов сотметкой шкалы, на которой производится поверка, Затем сравниваются 15показания прибора и вычисляется погрешность поверяемого, прибора.К образцовому и поверяемому приборам приложено одинаковое напряжение, через оба прибора протекает , 2 Оодин ток и углы сдвига фаз междунапряжением и током в обоих приборах равны 1 1.Недостатком этого способа является существенное снижение точности 25поверки при уменьшении Соя ,обусловленное тем, что при Соз У0,5 погрешности всех образцовых прибороврезко возрастают, и не обеспечивается необходимый гарантированный запас ЗОпо точности между поверяемым и образцовым прибором.Наиболее близким к изобретениюявляется способ поверки ваттметровпутем раздельного питания цепейтока и напряжения, и сравнения показаний образцового и поверяемогоприборов, в котором вектор напряжения в образцовом приборе сдвигается относительно вектора напряжения в поверяемом приборе на заданный угол, изменяется фаза тока,текущего через оба прибора до получения нулевого угла сдвига фаэ междунапряжением и током в образцовом 45приборе, после чего производитсясравнение показаний приборов ) 21.1Основным недостатком данногоспособа является низкая точностьповерки, что обусловлено погрешностью, возникающей из-за технической невозможности задания точногозначения коэффициента мощности из-зазначительных погрешностей фазосдвигающих цепей синусоидальных сигна .лов,особенно. в частотном диапазоне,1 а также погрешностью, из-эа несинфазности векторов напряжения и тока в образцовом приборе, которая вызывается погрешностью определения моментов совпадения фаэ напряженияи тока в образцовом приборе фазовымнуль-индикатором,Цель изобретения - повышение точности процесса поверки.Указанная цель достигается тем,что согласно способу поверки электромеханических ваттметров путем раздельного питания цепей напряжения итока, в качестве поверочных сигналовиспользуются периодические последовательности импульсов прямоугольнойформы типа меандр, изменение показаний поверяемого прибора осуществляется путем изменения амплитудных ивременных параметров формируемыхпрямоугольных сигналов, определяющих калиброванное значение мощности, и по нему и по показанию поверяемого прибора находят погрешностьпоследнего.На фиг.1 приведены эквивалентныесхемы цепей ваттметра; на фиг.2 -структурная схема устройства, реализующего данный способ,Сущность способа заключается вследующем.1Последовательную и параллельнуюизмерительные цепи ваттметра можно .представить совокупностью активныхи реактивных элементов фиг,1), Длясокращения последующих записей вводятся следующие обозначения:дляпоследовательной цепи фиг.1 а ) ИЕ= ) 1) для параллельной цепи (фиг,1 б Я Ь2=Ясю; Г =0; = -1) где =1 ы ( ы,Пусть напряжения П 1 и П, подаваемые при поверке на последовательную и параллельную цепи ваттмет-сф1 Ч = +;1 , Ширина этой переходнойобласти для каждой Функции примерноравна Ь 1 -. Вне этой переходнойЧобласти 11 РИ Чф 70-1, при У со АДС 05 Ч= - 511 ЮХ, - И 9)102С 12оОкончательно выражение (18) можно записать следующим образом Из анализа выражения (18) следует, что, если вычеты А и Р имеют раэ" ные знаки, то в переходйой области рр ,ь У возможны максимумы и минимум функции ДСоз Ч, которые для оценки погрешностей представляют наибольший интерес, Найдем экстремальные значения функции ЬСоз У . ИПоложение максимума находится по решению уравнения Анализ решения уравнения 20) по всем полюсам выражения (10) дает формулу оценки величины погрешности, обусловленной наличием реактивных ЭЗ элементов в измерительных цепях ватт- метра Эта оценка справедлива для любых соотношений между параметрами парал" дельной и последовательной цепей ватт- метра и удобна для практического 4 З использования. Проведенный с ее помощью количественный анализ методичес кой погрешности известных ваттметров показывает, что она составляетдесятые доли процента и может быть М уменьшена введением балластных сопротивлений.Настоящий способ поверки может .быть реализован устройством (фиг,2 ).Устройство для реализации способа Я содержит генератор 1 образцовой частоты, перестраиваемый делитель 2 частоты, формирователь 3 импульсов, усилитель 4 напряжения, перестраиваемый блок 5 задержки, усилитель 6 тока и поверяемый прибор 7.Выход генератора 1 образцовой частоты через перестраиваемый делитель 2 частоты подключен к входу формирователя 3 импульсов. Выход формирователя 3 импульсов соединен с точкой, объединяющей входы усилителя 4 напряжения и перестраикаемого блока 5 задержки. Выход перестраиваемого блока 5 задержки подключен к входу усилителя 6 тока. Выходы усилителя 6 тока и усилителя 4 напряжения соответственно подключенык измерительным цепям тока и напряжения поверяемого прибора.Процесс поверки осуществляется следующим образом,Оператором выдается команда на начало поверки. По ней импульсы с генератора 1 образцовой частоты поступают на вход перестраиваемого делителя 2 частоты. Требуемый коэффициент деления К определяется по фор- муле где Т - период поверочного сигнала;Т - период следования импульсов0с.генератора образцовойчастоты.С выхода перестраиваемого делителя 2 частоты импульсная последовательность заданной частоты поступает на вход формирователя 3 импульсов, Им осуществляется формирование последовательности импульсов прямоугольной формы типа меандр, Закон их изменения имеет вид Фгде а - амплитудное значение испытательного сигнала. Сформированная импульсная последовательность посту"пает на входы усилителя 4 напряжения и перестраиваемого блока 5 задержки. Блок 5 задержки необходим для задания требуемого угла сдвига векто" ров напряжения и тока в поверяемом приборе. Это требование осуществляется путем временной задержки на величину сигнала в таковой измери1157490 тельной цепи поверяемого прибора.Его значение может быть найденопо формуле гф(24) 2 ТЗаказ 3364/45 Тираж 748 Подписное ВНИИПИ Государственного .комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035,Москва,Ж,Раушская наб.,д.4/5Филиал ППП "Патент",г.Ужгород, ул.Проектная,4 где Утребуемый фазовый сдвиг между векторами напряжения и тока в поверяемом приборе.С выхода перестраиваемого блока 5 задержки периодической последовательности импульсов поступает на вход усилителя 6 тока. Усилите-ли 4 и 6 соответственно напряжения и тока служат для поддержания постоянного амплитудного значения напряжения и тока в измерительных цепях поверяемого прибора 7, к которым они подключены. В измерительные цепи напряжения и тока поверяемого прибора 7 поступают периодические последовательности импульсов прямоугольной формы типа меандр с постоянным амплитудным значением напряжения и тока. Далее показания поверяемого прибора 7 сравнивают с расчетным значением мощности и определяют соответствие прибора заданному классу точности.Преимуществом предлагаемого спо-. соба поверки ваттметров является повышение точности поверки, котороеобеспечивается возрастанием точности 1задания амплитудных значений испыта-тельных сигналов, а также повышением точности задания коэф. фициента мощности благодаря формированию испытательных сигналовна основе средств дискретной техники, т,е. задания коэффициента мощиос ти возможно с точностью, определяемой значением и нестабильностьюопорной частоты образцового генератора. Из формулы ( 24) видно, чтопри использовании в качестве задаю щей частоты, равной 1 МГц, и формировании испытательного сигнала частотой 50 Гц точность задания фазо 1 вого сдвига составляет примерно3, 10 , Достижение такой точнос-, 31 ти аналоговыми средствами невозможно.Кроме того, появляются болееширокие возможности автоматизациипроцесса поверки. Устройство, реали зующее предлагаемый способ, является полуавтоматиэироваиным, причемего детальная разработка достаточно проста благодаря использованиюунифицированных узлов и блоков.Автоматизация процесса поверки позволяет повысить его оперативность идостоверность.