Способ измерения постоянного тока

(51)5 6 1 Й 5 ЕНТНОЕ ОСУДАРСТВЕНЮ ЕДОМСТВО ССС ОСПАТЕНТ ССС И САНИЕ ИЗОБаг( АВТОРСКО ВИДЕТЕЛЬ. Измерение электриких величин. - ,М. Эн,НИЯ ПОСТОЯННОГО ения; во время переальванометре задают Изобретение о рительной техники вано для пров измерений малых тЦель изобрете действия иэмерени тносится к области изме- и может быть использоедения оперативны оков,ния - повышение быстрой. Укаэанная цель достигается тем, что во время переходного процесса в гальванометре задают три значения угла поворота подвижной рамки и измеряют три временных 1) при р =1 е - ) 3 тг+тзаг+т 2 аз у тг+ гз - е ) гз (тг+тз) +тг Мт+гаа+аа) а 1 п а ат+ан ам+У(2 уа+ге)ап па щ г(2а а 3(57) Сущность изобретходного процесса в г три значения угла поворота подвижной рамки и измеряют три временных интервала, соответствующих моментам достижения подвижной рамкой заданных углов поворота, так что конец предыдущего временного интервала является началом последующего, причем началом первого временного интервала является начало измерения. Значение измеряемого тока рассчитывают по зависимостям, вид которых зависит от степени успокоения гальванометра. 2 ил. интервала, соответствующих моментам достижения подвижной рамкой заданных уг- з лов поворота, так "что конец предыдущего временного интервала являеТся началом последующего, Ъричем началом первого временного интервала является момент подачи измеряемого тока на рамку гальванометра, Б то есть начало измерения, а значение измерпемого тока е ааеисимости от степени ус покоениа гппьванометра ф расснитыаают по Смзависимостям: в 1 п(с(а+аз +е у ук ф ам(са( -у 72 Г+т 6 щЬ.,( щ=у(73 2 Г 2 Узы, щ(е-ут 2 ц РВ Гвл(ец где 1 - момент инерции рамки;Р - коэффициент успокоения;Ю - удельный противодействующий момент;ф - удельный вращающий момент; 5а 1, а 2,- задаваемые углы поворота подвижной рамки;т 1, т 2, хз - измеряемые временные интервалы;Р 10Р = -- степень успокоения;219/ 21 Р, Р - 419/ 211 - коэф, фициент. 15Реализовать прелагаемый способ можно с помощью устройства, изображенного на фиг.1,Устройство состоит из ключа 1, подвижной рамки 2, зеркальца д, шкалы 4 с тремя за крепленными на ней фотодиодами, трех усилителей-формирователей одиночных импульсов 5, 6 и 7, формирователя одиночного импульса 8, генератора 9, спецвычислителя 10, трех Й 5-триггеров Т 1-ТЗ, трех логиче ских схем И 1-ИЗ и трех счетчйков СТ 1-СТЗ. При этом, на вход ключа 1 подается измеряемый ток, выход ключа соединен с токоп 1 оводящим подвесом подвижной рамки 2, каждый из трех фотодиодов шкалы 4 связан 30 со входом соответствующего усилителя- формирователя 5, 6 и 7, выходы которых связаны с В-входами триггеров Т 1-ТЗ соответственно, а выход усилителя-формирователя 7 связан кроме того и с первым входом 35 спецвычислителя 10, прямые выходы триггеров Т 1-ТЗ соединены с первыми входами логических схем И 1-ИЗ соответственно, инверсный выход триггера Т 1 соединен с Я- входом триггера Т 2, инверсный выход 40 которого соединен с Я-входом триггера ТЗ, вторые входы логических схем И 1-ИЗ связаны с выходом генератора 9. а выходы соединены со счетными входами счетчиков СТ 1-СТЗ соответственно, В-входы сброса 45 которых связаны с третьим выходом спецвычислителя 10 а выходы счетчиков СТ 1- СТЗ соединены со вторым, третьим и четвертым входами спецвычислителя 10 соответственно, второй выход которого является выходом устройства в целом, а первый выход соединен со входом управления ключа 1 и входом формирователя одиночного импульса 8, выход которого связан с 5- входом триггера Т 1. Устройство работает следующим образом, Перед началом измерения триггеры Т 1-ТЗ находятся в нулевом состоянии, ключ 1 закрыт, счеТчики обнулены, В момент начала измерений разрешающий потенциал с первого выхода спецвычислителя 10 поступает на вход уп- равления ключа 1 и вход формирователя 8, Ключ 1 открывается и измеряемый ток поступает на подвижную рамку, которая начинает поворачиваться. Одновременно с этим одиночный импульс, вырабатываемый формирователем 8 перебрасывает триггер Т 1 в единичное состояние единичным потенциалом с прямого выхода Т 1 открывается. логическая схема И 1, через которую импульсы от генератора 9 начинают заполнение счетчика СТ 1, Начинается измерение временного интервала т, При повороте рамки световой луч ртраженный от зеркальца 3, перемещается вдоль шкалы 4. При достижении рамкой первого заданного угла поворота а, луч света попадает на первый фотодиод шкалы 4, На выходе усилителя-формирователя 5 появляется импульс, который перебрасывает триггер Т 1 в нулевое состояние. Логическая единица, появляющаяся на инверсном выходе триггера Т 1. перебрасывает триггер Т 2 в единичное состояние. Логическая схема И 1 закрывается, тем самым прекращая измерение временного интервала г, а схема И 2 открывается и начинается измерение временного интервала т 2. При достижении рамкой второго заданного угла поворота а 2, световой луч попадает на второй фотодиод шкалы 4, Импульс с выхода усилителя-формирователя 6 перебрасывает триггер Т 2 в нулевое состо 1835517(6) 10 +е" - зЬ(с 1) а, + 1 - ,еф сЬ (ет)+ +еЬ(е 1 1 17) егде ао, ао - начальные условия,В прототипе о значении измеряемоготока судят по углу отклонения подвижной)рамки после окончания переходного процесса, то есть работают с установившимся значением угла отклонения /а=-ф l. В 20Юпредлагаемом же способе оценку измеряемого тока получают используя информацию о некоторой части переходного процесса в гальванометре. Во время переходного про цесса задают три значения угла поворотаа 1 ( - 1,2,3) и измеряют три временных интервала х ( - 1,2,3), соответствующих моментам достижения подвижной рамкой заданных углов поворота (см. фиг,2), то есть 30 мости (1), (2), (3,Положительный эффект доказывается с помощью следующих рассуждений. При пропускании через рамку гальванометра измеряемого тока возникает переходный про цесс, описываемый дифференциальным уравнением вида: а 1 =а(х 1)аг =а(х +хг)со =а(х 1+хг+хз)(8) 40 45 Так, при 3 1 50яние. Логическая единица появляющаяся на инверсном выходе триггера Т 2, перебрасывает.триггер ТЗ в единичное состояние, Прекращается измерение временного интервала хг и начинается измерение временного интервала хз, При достижении рамкой третьего заданного угла поворота и попадании светового луча на третий фотодиод, импульс с выхода усилителя-формирователя 7 перебрасывает триггер ТЗ в нулевое состояние, прекращая тем самым измерение третьего временного интервала хз, и поступит так же на первый вход спецвычислителя 10, сигнализируя об окончании измерений. Спецвычислитель 10 снимает разрешающий потенциал со своего первого выхода, закрывая тем самым ключ 1, а также разрешает прохождение информации о величинах измеренных временных интервалов с выходов счетчиков СТ 1-СТЗ на второй, третий и четвертый входы спецвычислителя 10 соответственно, Подвижная рамка обесточивается и возвращается в исходное положение. Спецвычислитель 10, приняв информацию об измеренных временных интервалах, подает на 1-входы счетчиков СТ 1- СТЗ импульс, обнуляя последний, а также . реализует алгоритм вычисления значения измеряемого тока в зависимости от характера движенйя подвижной рамки (см, зависи + Р - +Ха =.ф (4) га с аг бт Решениэ уравнения (4) зависит от степени успокоения Р,а 1 в) тев (сов(ев) +в 1 л(ев) ав+ а(1) =е(1+ут) ао+т ег+ ао++ (1 - (1 +ув)е ) 1При ф 1 а(в) =е (се 1 ев) . ее(вв) а, + вРешая систему уравнений (8), предварительно подставив в нее зависимость угла поворота подвижной рамки гальванометрэ от времени (5), (6) или (7), можно, при известных коэффициентах дифференциального уравнения (1), получить алгоритмы нахождения оценки измеряемого тока для колебательного, критического и апериодического движения подвижной рамки гальванометра соответственно. Это выражения (2), (1) и (3) соответственно. Таким образом, для получения оценки измеряемого тока используется информация, получаемая на некоторой (незначительной) части переходного процесса в гальванометре и не требуется окончание переходного процесса для регистрации установившегося значения угла отклонения подвижной рамки гальванометра, вследствие чего повышается быстродействие измерений, .Ф ормула и э обре те н и я Способ измерения постоянного тока, включающий регистрацию отклонения рамки с током в магнитном поле, о т л и ч а ю щ иванно-издательский комбинат "Патент", г. ужгород, ул,Гагарина. 1 зв каз 2981 Тираж . Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5