Счетчик ампер-часов

(7) Заявитель ИК АМПЕР-ЧАСОВ тся к электроизме- ожет быть использоости аккумулятор ах энергопитании поейности ленную прогрешностью от нелин хаюрактеристики управляющего тока.Известны также устройства, содержа-щие переключающий дроссель, измерительная обмотка которого соединена с входомустройства, а выходная обмотка через устройство реверса - с первым входом реверсивного двоичного счетчика, подключенного входом к цифровому инднкатору 121.Второй вход реверсивного двоичного счетчика соединен с первым выходом генератора импульсов, подключенного вторым выходом к реверсивному двоичному счетчику, первый выход которого через цреобразователь код-гок соединен с управляющейобмоткой дросселя. Обмотка смешениядросселя подключена через регулировочный резистор к источнику опорного напряжения,Недостатком этого устройства является ограниченный диапазон измерения постоянных токов,Наиболее блиляется счетч ик Известны счетчики амперасов для контроля емкости аккумуляторной батареи, содержащие нагрузку, питаемую от батареи, датчик тока саморазряда этой бата реи в реверсивный двоичный счетчик 11. Для упрощения и повышения точноств устройство снабжено переключающим дросселем, на вход которого включен датчик тока саморазряда, цепь нагрузки и генератор тока треугольной формы. Два выходные обмотки переключающего дросселя соединены последовательно-согласно и подключены к системе управления реверсивным двоачным счетчиком, счетный вход которого связан с генератором импульсов.Однако такое устройство имеет ограниченные функциональные возможности и нед точную точность взмерения, обусловоста Изобретение откос рительной технике в м вано для контроля ем ной батареи в систем стоянного тока. эким к предлагаемому явампер-насов, который так3 68739же содержит переключающий дроссель, подключенный измерительной обмоткой к це-пи измеряемого тока, а выходная обмотка через устройство реверса соединена спервым входом реверсивного двоично-десятичного счетчика, выход которого подключен к цифровому индикатору, а второйвход - к первому выходу генератора импульсов, соединенного вторым выходом среверсивным двоичным счетчиком, первая 10управляющая обмотка переключающегодросселя. подключена к выходу первого преобразователя код-гок, а вторая управляющая обмотка - к выходу второго преобразователя код ток, а входы двух преобразователей код-легок соединены с выходамиреверсивного двоичного счетчик 3.Недостатком такого счетчика амперчасов является ограниченный диапазон измерения тока, изменяющегося в широкихпределах в системах энергопитания,Целью изобретения является расширениедиапазона измерения.Это достигается тем, что в счетчикампер-часов, содержащий переключающийдроссель, измерительная обмотка которого соединена с входом устройства, а выходная обмотка через устройство реверса -с первым входом реверсивного двоичнодесятичного счетчика, выход которого подЗОключен к цифровому индикатору, а второйвход - к первому выходу генератора импульсов, соединенного вторым выходом среверсивным двоичным счетчиком, два преобразователя код ток, входы которых,соединены соответственно с первым и вторым выходами реверсивного двоичногосчетчика, а первые выходы - соответсчвенно с началами первой и второй управля 40ющих обьюток переключающего дросселя,введены два двухпозиционных ключа, триггер, схема управления триггером и масштабный делитель,а обе управляющие обмотки выполнены двухсекционными, причем45начало и конец второй секции первой двухсекционной управляющей обмотки соединены соответственно с первым и вторым выходами первого двухпозиционного ключа,а начало и конец второй секции второй50двухсекционной управляющей обмотки - спервым и вторым выходами второго двухпозиционного ключа, первые входы которых подключены к вторым выходам соответственно порвого и второго преобразователей код легок, единичный выход триггерасоединен с вторыми входами двухпоэиционных ключей и с первым входом масштабного делителя, а нулевой выход триггера 3 4с третьими входами двухпозиционных ключей и с вторым входом масштабного делителя, третий вход которого подключен к первому выходу генератора импульсов, а выход - к второму входу реверсивного двоично-десятичного счетчика, вход триггера соединен с выходом схемы управления триггером, два входа которой соединены с третьим выходом реверсивного двоичного счетчика и с выходом устройства ре верса.На фиг. 1. представлена блох-схема счетчика ампер-часов; на фиг. 2 - временные диаграммы работы счетчика.Счетчик ампер-часов содержит переключающий дроссель 1, имеющий измерительную обмотку 2, две двухсекционные управляющие обмотки 3 и 4, выходную обмотку 5 и два преобразователя код ток 6 и 7, два двухпозиционных ключа 8 и 9, триггер 10, схему 11 управления тригге ром, реверсивный двоичный счетчик 12, масштабный делитель 13, генератор 14 импульсов и последовательно соединенные устройство 1 5 реверса, реверсивный двоично-десятичный счетчик 16 и цифровой индикатор 17. Измерительная обмотка 2 соединена с входом устройства. Начало первой управляющей обмотки 3 соединено с первым выходом первого преобразователя код-ток 6, а начало второй управля ющей обмотки 4 - с первым выходом второго преобразователя код ток 7. Начало и конец второй секции первой управляющей обмотки 3 подключено к выходам первого двухпозиционного ключа 8, а начало и конец второй секции второй управляющей обмотки 4 - к выходам второго двух- позиционного ключа 9. Первые входы двух- позиционных ключей 8 и 9 соединены с вторыми выходами преобразователей код-юок 6 и 7, а вторые входы - с единичным выходом триггера 10 и с первым входом масштабного делителя 13,второй вход которого соединен с третьими входами двух- позиционных ключей 8, 9 и с нулевым вы-ходом триггера 10. Выход масштабного делителя 13 подключен к второму входу реверсивного двоично-десятичного счетчи ка 16. Сьемный вход триггера 10 соединен с выходом схемы 11 управления триг гером, который подключен к выходу устройства 15 реверса. Входы преобразоютелей код легок 6 и 7 соединены каждый со своим выходом реверсивного двоичного счетчика 12, вход которого подключен к первому выходу генератора 14 импульсов, Второй выход генератора 14 импульсов, витков в измерительной обмотке 2, а, следовательно, изменению измеряемого тока,За интервалы времени Т Т в счетчик 16 поступит различное число импульсов на сложение и вычитание, 5Для случая, представленного на фиг,2 бМ-Н-Н,Т т Н,СйПри изменении направления измеряемого тока 1 щм, процесс аналогичен.Для случая, представленного на фиг. 2 в,ФН 1 " ".Ф.Таким образом, количество импульсов, зафиксированное в счетчике 16 импульсов за один период изменения управляющего тока, пропорционально измеряемому току, а за любой интервал времени 1; нри изменении измеряемого тока во времЕни - 20 интегралу14 Ч 1- цм,фаВыход счетчика 16 импульсов связан с с цифровым индикатором 17, который вы дает информацию в ампер-часах.Для данного поддиапазона измерений, учитывая, что в управляющих обмотках 3, 4 амплитуды токов 1 чч=4 ч равны, можно записать 30ЧЧШНмакСгдеНмакс- максимальное значение напряженности магнитного поля, создаваемого в сердечнике переключающего дросселя 1 35 для первого поддиапаэона измерения, Отсюда, максимальное значение измеряемого тока для данного поддиапазонаМаксацзи40оцв шц где сцьм,число витков в измерительной обмотке.При возрастании измеряемого тока до величины, большей 1 цм. сердечник дросселя 1 намагничивается до насышения (в одном из направлений), при этом его циклическое перемагничивание прекратится и в выходной обмотке исчезнут импульсы 01 0, Оъ, отсутствие их на схеме 11 управления триггером в течение времени(см. фиг. 2 г), сформированного в двоичном реверсивном счетчике 12 импульсов, переведет триггер 10 в единичное сосояние (Ь-время нарастания управляюшего тока 1 Ч, определяющее мо 55 мент перехода устройства с первого на второй диапазон измерения, для фиг. 2 гЬ 1равно полупериоду нарастания управ93 8 ляюшего токау ), С единичного выхода триггера 10 сигнал поступает на двухлоэиционные ключи 8, 9 так, что к выходам преобразователей код-ток 6 и 7 подключаются дополнительно вторые секции обмоток 3 и,4 управления дросселя 1 соответственно (т,е. второй поддиапазон измерения), при этом наличие единичного выхода триггера 10 разрешает прохождение импульсов генератора 14 на вход реверсивного двоично-десятичного счетчика 16, минуя масштабный делитель 13.Для этого поддиапазона измерений под действием токов;4 ч и 1 Ч в сердечнике дросселя 1 создается магнитный поток с напряженностью1 Ч О 1 ЧОЗа НФ где Ш 1щ - количество витков в двух секциях каждой управляюшей обмотки 3 и 4,ФУчитывая, что 1 ч фч= Чи принимаящеюг ш = 3.Шможно записать"Ч"Цмакгде Н макс - максимальное значение напряженности магнитного поля, создаваемого в сердечнике переключаюшего дросселя для второго поддиапаэона йзмерения,Отсюда, максимальное значение измеряемого тока для данного поддиапазонаНмам Ч ю "щм, Д + -йцам. Шельм.В результате подключения вторых сек ций обмоток 3 и 4 управления дросселя 1 к двухпозипионным ключам 8, 9 в управляюших обмотках дросселя 1 протекает переменный ток треугольной формы, производящий циклическое перемагничивание сердечника дросселя, формируя в моменты переключения в выходной обмотке 5 дросселя импульсы О, О, О черезнеравные промежутки времени Т, Т 4(см, фиг. 2 г). В дальнейшем процесс аналогичен описанному для первого поддиапазона измерений.,Пля случая, представленного на Фиг. 2 гТНЬ Н 4 ТЬ 4 Ь- ) И 4,Тз тПри изменении направления измеряемого токанцм, для случая, представленного на фиг, 2 дТ Т 4Р 3 1 4ЬН 4 М 4ТЭ ьТ 4 НзЙ 4 ЙЭ Т Н 4 ТзПри этом наличие выходных импульсов Ц, Оа,ОЬ в выходной обмотке 5 дроссе ля не приведет к отключению вторЫх до= полнительных секций обмоток 3 и 4 управления дросселя 1, так как в схеме 11 управления триггером имеется блокировка, запрещающая отключение этих секций обмоток управления. Если импульсы У 1, Ов выходной обмотке 5 дросселя 1 не попадают по времени в интервал вре- мениЬЬ (см, фиг, 2 е), сформированный в двоично-реверсивном счетчике 12 1 О импульсов, (Ь 1 - время нарастания управляющего тока 4 у, определяющее момент перехода устройства со второго на первый поддиапазон измерения, для фиг, 2 е- Ь 1 равно одной восьмой части периода нарастания управляющего тока 4 ).Очевидно, что при уменьшении измеряемого тока до границ измерения первого диапазона имеет смысл произвести переключение на данный поддпапазон, Если в интервал времени А сформированный в двоично-реверсивном счетчике 12 импульсов, попадают импульсы 0, 0 у 0 выходной обмотки 5 - схема 11 уп 25 равления триггером переведет триггер 10 в нулевое состояние, в результате чего к выходам преобразователей код ток 6 и 7 снова подключаются первые секции обмоток управления 3, 4 дросселя 1 соот 30 ветственно, процесс измерения будет происходить, как показано на фиг. 2 а - 2 в,Предлагаемый счетчик ампер-асов измеряет постояннйе и изменяющиеся во вре мена токи с высокой точностью и в болеешироком динамическом диапазоне, чем в известном устройстве, за счет автоматического переключении поддиапаэонов измерения.40 93 10ру, а второй вход - к первому выходу генератора импульсов, соединенного вторымвыходом с реверсивным двоичным счетчиком, два преобразователя код-гок, входыкоторых соединены соответственно с первым и вторым выходами реверсивного двоичного счетчика, а первые выходы - соответственно с началами первой и второйуправляющих обьюток переключающегодросселя, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью расширения диапазона измерения, в него введены два двухпоэиционных ключа, триггер, схема управлениятриггером и масштабный делитель, а обеуправляющие обмотки выполнены двухсекционными, причем начало и конец второйсекции первой двухсекционной управляющей обмотки соединены соответственно спервым и вторым выходами первого двухпозиционного ключа, а начало и конец Ьторой секции второй двухсекпионной управляющей обмотки - с первым и вторым выходами второго двухпоэипионного ключа, первые входы которых подключены к вторымвыходам соответственно первого и второго преобразователей код-гок, .единичныйвыход триггера соединен с вторыми входами двухпозиционных ключей и с первымвходом масштабного делителя, а нулевойвыход триггера - с третьими входамидвухпозиционных ключей и с вторым входом масштабного делителя, третий входкоторого подключен к первому выходу генератора импульсов, а выход - к второмувходу реверсивного двоично-деситичногосчетчика, вход триггера соединен с выходом схемы управления триггером, двавхода которой соединены с третьим выходом реверсивного двоичного счетчика ис выходным устройством реверса, Формула изобретении Счетчик ампер-часов, содержащий пе реключающий дроссель, измерительная обмотка которого соединена с входом устройства, а выходная обмотка через устройство реверса - с первым входом реверсивного двоично десятичного счетчика, выход которого подключен к цифровому индикатоИсточники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР385363; кл. Н 01 М 10/48, 1971,2. Авторское свидетельство СССР439757, кл. О 01 Я 11/32, 1972. 3. Авторское свидетельство СССР524131, клб 01 Р 11/34, 1975/5 раж 1090ударственногоизобрзтений ива, Ж, Рз филиал ППП "Патент, г. Уыо Подписноеомитета СССРоткрытийушская,наб., д, 4