Счетчик ампер-часов

;,1ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик(22 Заявлено 05.07.77 (21) 2500057/18-21с присоединением заявки Нов 3)М. Кл. 6 01 Р. 11 04 осударствеииый комитет СССР иодеяам изобретений и открытий) Заявите54) СЧЕТЧИК АМПЕР-ЧА Изобретение относится к электро- измерительной технике и может быть использовано для контроля емкости аккумуляторндй батареи в системах энергопитания постоянного тока.Известны счетчики ампер-часов для контроля емкости аккумуляторной батареи, содержащие нагрузку, питаемую от батареи, датчик тока самораэряда этой батареи и реверсивный двоичный счетчик . Для упрощения и повышения точности устройство снабжено переключающим дросселем, на вход которого включен датчик тока саморазряда цепь нагрузки и генератор тока треугольной формы. Две выходные обмотки переключающего дросселя соединены последовательно-согласно и подключены к системе управления реверсивным двоичным счетчиком, счетный вход которого связан с генератором импульй ства является измерения,по татком устройнный диапазонтоков,лее близким тепредлагаемомуампер-часов, сщий дроссель,которого соедива, а выходнаяойство реверса хническим ре является одержащий пе иэмерительна иена со вход обмотка че - с первым ройство имеет нальные воэможю точность измпогрешностьюарактеристики сов 1) .Однако данное усограниченные функциности и недостаточнрения, обусловленнуюиз-эа нелинейностиуправляющего тока,Известны также счетчики ампер-часов, Содержащие переключающий дроссель, измерительная обмотка которого соединена .со входом устройства, а выходная обмотка через устройство реверса с первым входомРеверсивйого двоично-десятичного счетчика, подключенного выходом к цифровому индикатору. Второй вход реверсивного двоичного счетчика соединен с первым выходом генератора импульсов, подключенного вторым выходом к реверсивному двоичному счетчику, первый выход 5 которого через преобразователь кодток соединен с управляющей обмотко дросселя. Обмотка смещения дросселя подключена через регулировочный резистор к источнику опорного напряже 20 ния 2). Недос ограниче стояиных Наибо 25 шением к счетчик реключаю обмотка устройст 30 рвходом реверсивного дноично-десятич ного счетчика. Выход этого счетчика подключен к цифровому индикатору, а второй вход - к первому выходу генератора лмпульсов, соединенного вторьй выходом с реверсивным двоичным счетчиком. Перв ая, управляющая обмот - ка переключаюшего дросселя подкФр-4 ейак выходу нерв ого преобразонателя код-ток, а вторая управляюшая обмотка -" к- выходу второго преобразователя код-ток. Входы двух преобразователей код-ток соединены с выходами реверсивного двоичного счетчика (3 . Этот счетчик ампер-часов присохранении высокой точности и стабильности измерений имеет рабочийдиапазон в дна раза больший, чем предыд лций,.: Недостатком известного счетчикаампер-часов является наличие погрешности. при измерении малых токов.Обусловлено это теМ, что при нулевозначениИ намагничинающей силы токийа ййходах преобразователей код"токравны половине амплитудного значенияи погрешность в данной точке измеренйя удваивается и равна максимальнойпогрешности преобразователя код-ток.Это приводит к большому дрейфу нуляи соответственно увеличивает относительную погрентность измерения малыхтоковЦелью изобретения является повышение точности измерения,Роставленная цель достигается тем,что в счетчик ампер-часов, содержаший переключающий дроссель, измерительная обмотка которого соединена со входом устройства, а выходная через устройство реверса - с первым входом реверсивного двоично-десятичМоРо счетчика, выход которого подключен к цифровому индикатору, а второйвход - к первому выходу генератораймпулвсов,сбФФйненного вторымвыходом с реверсивным двоичным счетчиком,первая управляюшая обмотка переключаюшего дросселя подключена к выходу первого преобразователя код-ток,а вторая управляющая обмотка - к выхо.- ду второго преобразователя код-ток,. введены триггер и дна элемента затрета,"первые, входы которыхподключены к перному нйходу реверсивного двоичного счетчика, второй вход первого элемента запрета соединен с единичным выходом триггера, а второй вход второгоэлемента зайрета - с нулевым выходом .триггера, счетный входкоторого подключен ко второму выходу реверсивного двоичного счетчика, выход первого элемента запрет 6соединен со входом первого преобразователя код-ток, а выход второго элемейта запрета - со входом второгб преобразователя коб-ток . На фиг. 1 представлена блок-схемасчетчика ампер-часов; на фиг . 2 и 3 временные диаграммы его работы.Счетчик ампер-часов содержит переключаюций дроссель 1, имеюший измерительную обмотку 2, две управляю"щие обмотки 3, 4, выходную обмотку 5,и два преобразователя код-ток 6, 7,два элемента запрета 8, 9, триггер10, реверсинный двоичный счетчик 11,)0 генератор импульсов 12, последовательно соединенные устройство реверса 13, ренерсивньФ двоично-десятичный счетчик 14 и цифровой индикатор15. Измерительная обмотка 2 соединена со входом устройства. Первая уп- равляВюая обмотка 3 соединена с выходом первого преобразователя код-ток6 а вторая упранляюшая обмотка 4 -с выходом второго преобразователякод-ток 7. Выходйая обмотка 5 подключенак устройству реверса 13. Первыевходы элементов запрета 8, 9 соединены между собой и подключены к первомувыходу реверсивного дноичногоскетчика 11, второй выход котррого соединенсо счетным входом триггера 10, а входс одним выходом генератора импульсов12. Единичный выход триггера 10 подключен ко второму входу первого элемента запрета 8, а нулевой выход триг 30 гера 10 - ковторому входу второгоэлемента запрета 9. Выход первого элемента запрета 8 соединен со входомпервого преобразователя код-ток 6, авыход второго элемента запрета 9 -З 5 со входом второго преобразователякод-ток 7. Другой выход генератораимпульсов 12 подключен ко второму вхо-,ду реверсивного двоично-десятичногосчетчика 14.4 Рт генератора импульсов 12 импульсы с эталонной частотой Гз" непрерывнопоступают на входы счетчиков 11 14еверсивный двоичный счетчик 11 содержит схему управления, которая вопределенные моменты времени производит перекММейие режимаработы счетчика. Таких моментов дна. В одном изних все разряды Счетчика 11 устанавливаются н "нулевое, а но втором - нединичное состояние. В первом случаесхема управления переводит счетчик 11н режим сложения и он по мере поступления на его вход импульсов принимаетпоследовательно состояния от О до2 " - 1, (где п - количество разрядовсчетчика 11) . Когда же счетчик запол"нен и, следовательно, все его разрядыустановлены н единичное состояние,схема управления переведет счетчик врежим вычитания. Теперь по мере по 60 отупления импульсов на вход счетчика," "ой принимает последовательно состояния от 2 п - 1 до О,Таким образом на первом выходе ре"версивного двоичного счетчика 11 при65 сутствует непрерывная последовательетения Формула и Счетчик ампер-часов содержащий переключающий дроссель, измерительная обмотка которого соединена со вход устройства, а выходная через устройство реверса - с первым входом реверсивного двоично-десятичного счетчика, выход которого подключен к цифровому ность параллельных п-разрядных двоич ных чисел монотонно изменяющихся от 0 до 2" - 1 и от 2 " - 1 до 0 (см,фиг.2. Изменение чисел происходит с частотой следования входных импульсов Йэ. На втором выходе присутствуют импульсы 5 частотой Ю= и длительностьюЕ(2 -1) С= - (см. Фиг, 2,б), которые по 1 ступают на счетный вход триггера 1.0, На выходах триггера образуются, импульсы с частотой следования (см. фиг. 2,в и 2,г) .Параллельный п-,разрядный двоичный код с первого выхода реверсивного 15 двоичного счетчика 11 поочередно про-. .пускается на входы преобразователей код-ток б, 7 элементами запрета 8, 9, так как их вторые входы подключены к противоположным выходам триггера , 20 10. На выходах преобразователей б, 7 поочередно присутствуют импульсы треугольной формы 1; 1 (см. Фиг. 2,д, 2,е), которые протекая по включенным встречно обмоткам управле. ния 3, 4,создают в сердечнике переключающего дросселя 1 линейно изменяющееся переменное магнитное поле (см, фиг. 2,ж) .В моменты времени С, С, С 3, характеризующиеся изменением направле- ния магнитного потока в сердечнике переключающего доосселя 1 йроисходит перемагничивание сердечника и в вы- ходной обмотке 5 присутствуют импульсы ЧА, Ч, Ч и т.д.Перемагничивание сердечника про"исходит через равные промежутки времени Т = Т, при этом в выходной обмотке 4 будут появляться импульсы Ч 4, Ч, Ч и т.д. также через равные40 интервалы времени (см. Фиг, З,а) .Импульсы Ч у Ч р Ч и т ед е посту пают на устройство реверса 13, управляющее двоично-десятичным реверсивным .счетчиком импульсов 14. 45С приходом импульса Ч устройство реверса 13 включит реверсивный двоично-десятичный счетчик импульсов 14 на суммирование и в течение интерва-ла времени Т в счетчик импульсов 145 поступают импульсы от генератора импульсов 12, За интерзал Времени Т,( в счетчик .14 поступит число импульсов Я т - , Т Тз где Т - период следования импульсов.ЭС приходом импульса Ч устройствореверса 13 переключит реверсивный двойчно-десятичный счетчик 14 на вычи тание. За интервал времени Т в реверсивный двоично-десятичный счетчик ,14 с генератора импульсов 12 поступит на вычитание число импульсов К Та65Тз С приходом импульса Ч 3 устройствореверса 13 переключит реверсивныйдвоичнр-десятичный счетчик 14 на сложение и процесс повторится,В течение равных интервалов времени Т 1, Т число импульсов, поступивших в реверсивный двоично"десятичныйсчетчик 14 на суммирование и вычйтание, будет одинаковым и в нем эафиксируется остатокдв =И-Ы= 0При наличии в измерительной обмотке 2 измеряемого тока 1 и, создающего подмагничивающий магнитный поток, перемагничивание сердечникадросселя 1 происходит в мсиенты времени С, С, С и в выходной обмоткеприсутствуют имйульсы Ч Ч, ЧЗ через неравные промежутки времениТ, Т (см. Фиг. З,б).Причем, изменение интервалов времени будетпрямо пропорционально изменению ампер-витков в измерительнойобмотке и, сю)едовательнь, изменениюизмеряемого тока.На интервалы времени Т, Т в Реверсивный двоично-десятичный, счетчик14 поступит различное число ймпульсовна сложение и вычитание. Лля случая,представленного на Фиг. 3 б,аи = Н-и; Т(т НмаПри изменении йаправления измеряемого тока 1 кэ процесс аналогичен,Для случая, представленного на Фнг.3 вЦЙ,р - И-К"; ТТ ЯН,Таким образом, количество импульсов, зафиксированное в реверсивномдвоично-десятичном счетчике импульсов 14 за один период изменения управляющего тока, прямо пропорционально измеряемому току, а эа любой интервал времени С, при изменении измеряемого тока во времени - интегралуф С "111 СВыход счетчика импульсов 14 связанс цифровым устройством индикации 15,которое выдает инФормацию в амперчасах,Таким образом, счетчик айпер-часовпозволяет получить переменный магнитный поток, нулевое значение которогосоответствует нулевому значению управляющих токов 1 и 1, что позволяет повысить точность измерениямалых токов в начале рабочего диапазона.,индикатору, а второй вход - к первомувыходу генератора импульсов, соединенного вторым выходом с реверсивным.двоичным счетчиком, первая управляю-щая обмотка переключающего дросселяподключена к выходу первого преобразователя код-ток, а вторая управляю"щая обмотка - к выходу второго пре"образователя код-ток, о т л и ч а юь и й с я тем, что, с целью повышения точности измерейия, в него вве Одены триггер и два элемента запрета,первые входы которых подключены кпервому выходу реверсивного двоичногссчетчика, второй вход первого элемен.та запрета соединен с единичным выходом триггера, а второй вход второго элемента запрета - с нулевым выходомтриггера, счетный вход которого подключен ко второму выходу реверсивногодвоичного счетчика, выход первого элемента запрета соедйнен со входом первого преобразователя код-ток, а выходвторого элемента запрета - со входомвторого преобразователя код-ток . Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе 1 . Авторское свидетельство СССР Р 385363, кл. Н 01 М 10/48, 1971. 2. Авторское свидетельство СССР М 439757, кл. 6 01 В 11/34, 1972. 3. Авторское свидетельство СССР М 524131, кл. 6 01 й 11/34, 1975.