SU121855A1

SU121855A1 - A method for measuring power in AC circuits and a device for carrying out this method

Info

Publication number: SU121855A1
Application number: SU594331A
Authority: SU
Inventors: В.С. Попов
Original assignee: В.С. Попов
Priority date: 1958-03-13
Filing date: 1958-03-13
Publication date: 1958-11-30

Description

Известен способ измерени мощности в цеп х переменного тока при помощи термоваттера, содержащего термопреобразователи, на нагреватели которых подаютс соответственно сумма и разность токов, прапорциональных току нагрузки и напр жению сети, и электроизмерительный прибор, включенный в цепь термопар и измер ющий разность их э.д.с.There is a known method for measuring power in alternating current circuits using a thermowater containing thermal converters, to the heaters of which the sum and difference of currents are applied, which are proportional to the load current and the mains voltage, and an electrical meter included in the thermocouple circuit and measuring the difference of their em. .with.

Дл измерени мощности по этому способу необходимо, чтобы между э. д. с. термопары и током подогрева существовала строго квадратлчна зависимость- Получить такую зависимость на практике трудно, потому что теплоотдача нагревател возрастет с ростом температуры, а количество тепла, выделенного в нагревателе, не зависит от температурь и пропорционально квадрату подогревивйо; тока. Получить у неэвакуированных термопреобразователей искомую квадратичную зависимость можно лишь при избыточной температуре (равной разности между температурой тела и окружающей средь) нагревателей не свыще 8-10°. В этих случа х э. д. с. на выходе термопреобразовател получаетс очень малой, что заставл ет прибегать к созданию громоздких и сложных термобатарей . .To measure power by this method, it is necessary that between e. d. thermocouples and heating current existed a strictly quadratic dependence. In practice, it is difficult to obtain such a relationship, because the heat output of the heater increases with temperature, and the amount of heat released in the heater does not depend on temperature and is proportional to the square of heating; current. It is possible to obtain the desired quadratic dependence from non-evacuated thermal converters only at an excessive temperature (equal to the difference between the body temperature and the surrounding environment) of heaters not more than 8-10 °. In these cases, e. d. the output of the thermocouple is very small, which makes it necessary to resort to the creation of bulky and complex thermopiles. .

Таким образом, неэвакуированные термопреобразователи не обладают достаточно строгой квадратичной характеристикой в широком диапазоне температур.Thus, non-evacuated thermal converters do not have a sufficiently strict quadratic characteristic over a wide range of temperatures.

То же самое наблюдаетс и у ваттметров с подогревными сопротивлени ми , которые отличаютс от термопреобразователей тем, что у них чувствительным элементом, измер ющим температуру нагревател служит 1не термопара, а термометр сопротивлени .The same is observed in wattmeters with heating resistances, which differ from thermocouples in that they have a thermocouple, and a resistance thermometer as a sensitive element that measures the temperature of the heater.

Дл обеспечени возможности использовани дл измерени мощности термопреобразователей и подогревных сопротивлений с произвольными характеристиками и повышени npF- этом точности измерени To enable the use of thermocouples and heating resistances with arbitrary characteristics for measuring the power and increase the npF - this measurement accuracy

№ 121855- 2 -No. 121855-2 -

предлагаетс на оба нагревател подавать дополнительно посто нный ток и измен ть его величину так, чтобы значение суммарной мощности, выдел емой в одном из этих нагревателей, поддерживалось посто нным. Легко показать, что при этом исключаетс погрешность измерени , обусловленна характеристиками термопреобразователей, а следовательно, их конструкцией, свойствами и составом окружающей среды.It is proposed to supply additional direct current to both heaters and change its value so that the value of the total power released in one of these heaters is kept constant. It is easy to show that in this case the measurement error due to the characteristics of thermal converters and, consequently, their design, properties and composition of the environment, is eliminated.

Устройство дл осуществлени предлагаемого способа может быть выполнено в разных вариантах, показанных на фиг. 1-3.The device for carrying out the proposed method can be implemented in the various embodiments shown in FIG. 1-3.

Утройство, показанное на фиг. 1, как и известные устройства дл измерени мощности в цеп х переменного тока с помощью термоваттметра , имеет трансформатор напр жени ГЯ, на который подаетс измер емое напр жение (/ , и трансформатор тока ТТ, к которому подводитс измер емый ток I ,.. Термопреобразователи Е и Е ваттметра включаютс в цепь измер емого тока и одновременно в цепь вспомогательного посто нного тока- В качестве источника вспомогательного тока I дсп можно применить обычную батарею от карманного фонар , соединенную последовательно с небольшим реостатом R- Емкость С и индуктивность L предназначены дл разделени цепей посто нного и переменного тока.The device shown in FIG. 1, as well as the known devices for measuring power in alternating current circuits using a thermowattre meter, has a voltage transformer YG, to which the measured voltage is applied (/, and a current transformer TT, to which the measured current I is supplied. Thermal converters The E and E of the wattmeter are connected to the circuit of the measured current and simultaneously to the circuit of the auxiliary direct current. As the source of the auxiliary current I dsp, you can use a conventional battery from a flashlight connected in series with a small rheostat R-capacitive be C, and inductance L are designed to separate circuits DC and AC.

Первоначально замыкают ключ /С и регулируют реостат до тех пор, пока ток в электроизмерительном приборе Яр не станет равным какомуто определенному значению. Мощность, выдел ема в одном термопреобразователе , имеет посто нное значение- Такое же значение мощности, выдел емой во втором преобразователе, должно поддерживатьс при градуировке прибора. Если замкнуть ключ, измерительный прибор Яр непосредственно покажет измер емую величину.Initially, they close the key / С and regulate the rheostat until the current in the electrical measuring device Yar becomes equal to a certain value. The power released in one thermal converter has a constant value. The same power value allocated in the second converter must be maintained during calibration of the instrument. If you close the key, the meter Y will directly show the measured value.

В р де случаев, особенно при измерении мощности низкой частоты, вместо разделительного конденсатора и дроссел желательно использовать термопреобразователи с двум нагревател ми каждый, расположенными симметрично относительно термопары и включенными один в цепь измер емого тока и другой в цепь источника вспомогательного тока.In a number of cases, especially when measuring low-frequency power, it is desirable to use thermal converters with two heaters each, arranged symmetrically with respect to the thermocouple and connected one to the circuit of the measured current and the other to the circuit of the auxiliary current source, instead of the coupling capacitor and throttles.

Предлагаемый способ позвол ет также измер ть мощность при помощи одного ваттметра с термопреобразователем Е, имеющим два нагревател (фиг. 2). Один из этих нагревателей питаетс измер емым током, а другой - посто нным током, служащим дл поддержани посто нной величины суммарной мощности, выдел емой в обоих нагревател х термопреобразовател .The proposed method also makes it possible to measure power using a single wattmeter with a thermal converter E having two heaters (Fig. 2). One of these heaters is supplied with measured current, and the other with direct current, which serves to maintain a constant value of the total power released in both heaters of the thermal converter.

Установив ключ К в положение, при котором слагающие токов /„ и /, будут находитьс в противофазе, при помощи реостата устанавливают стрелку прибора Яр в полсГжение, соответствующее определенной мощности, выдел емой в нагревателе термопреобразовател . Изменив направление тока во вторичной обмотке трансформатора при по;мощи ключа К на 180°, можно по показанию прибора Я непосредственно отсчитать измер емую мощность по величине э. д. с. термопары.термопреобразовател после указанного изменени направлени измер емого тока в цепи нагревател .Having installed the key K in a position in which the component currents (& and) will be in antiphase, with the help of a rheostat, set the instrument arrow Yar to the polarization corresponding to a certain power released in the heater of the thermal converter. By changing the direction of the current in the secondary winding of the transformer when the key K is 180 °, it is possible, according to the indication of the device I, to directly measure the measured power by the value of e. d. thermocouple; thermocouple after the indicated change in the direction of the measured current in the heater circuit.

На фиг. 3 показано устройство, позвол ющее автоматизировать процесс измерени мощности- Ваттметр в этом устройстве содержит один термопреобразователь Е и одно подогревное сопротивление R, служащее одним из плеч вспомогательного электрического моста с включенным в его диаГОналь усилителем У. На выходе этого усилител включены дополнительные нагреватели термолреобразовател и подогревного сопротивлени , служащие дл автоматического поддержани суммарной величины мощности в цепи ваттметра на заданном уровне.FIG. Figure 3 shows a device that allows automating the process of measuring power. A wattmeter in this device contains one thermal converter E and one heating resistance R serving as one of the arms of an auxiliary electric bridge with an amplifier Y included in its diagonal. The output of this amplifier includes additional heaters of a thermal converter and a heater resistances that serve to automatically maintain the total amount of power in the wattmeter circuit at a given level.

Суммарна мощность, выдел ема в обоих нагревател х подогревного сопротивлени i, автоматически поддерживаетс на заданном уровне- При изменении измер емой величины измен етс ток в основном нагревателе подогревного сопротивлени и нарушаетс равновесие моста . Напр жение разбаланса, усиленное усилителем переменного тока, нагревает вспомогательный нагреватель подогревного сопротивлени до тех пор, пока суммарна мощность, выдел ема в обоих нагревател х, не восстановит свое прежнее значение. Следует отметить, что новое значение мощности будет несколько отличатьс от прежнего вследствие неизбежного статизма системы. Однако это отличие будет достаточно малым , если коэффициент усилени усилител велик. Измерительный мост, в одно из плеч которого включено подогревное .-сопротивление RI, питаетс от вспомогательного источника переменного тока U. Прибор Яр, присоединенный к термопреобразователю, непрерывно указывает величину измер емой мощности.The total power released in both heaters of heating resistance i is automatically maintained at a predetermined level. When the measured value changes, the current in the main heater of heating resistance changes and the equilibrium of the bridge is disturbed. The unbalance voltage, amplified by an AC amplifier, heats the auxiliary heater of the heating resistance until the total power released in both heaters recovers to its previous value. It should be noted that the new power value will differ slightly from the previous one due to the inevitable static system. However, this difference will be small enough if the gain of the amplifier is large. The measuring bridge, in one of the arms of which the heated. -Resistance RI is connected, is powered from an auxiliary source of alternating current U. The device Yar, connected to a thermal converter, continuously indicates the value of the measured power.

В схеме по фиг. 3 термопару можно заменить подогревным сопротивлением , включенным в схему моста, питаемого от стабильного источника посто нного тока. Измерительный прибор Яр и в этом случае включаетс В диагональ этого моста.In the circuit of FIG. 3, the thermocouple can be replaced with a heating resistance included in the bridge circuit fed from a stable DC source. The Yar gauge is also included in the diagonal of this bridge.

Предмет изобретени Subject invention

Claims

1. A method for measuring power in AC circuits using a thermowattre containing thermocouples, the heaters of which are supplied respectively with the sum and difference of currents proportional to the load current and the mains voltage, and an electrical meter connected to the thermocouple and measuring their difference e. d. s., characterized in that, in order to improve the measurement accuracy, an additional direct current is supplied to both heaters and by changing its value, the value of the total power released in one of these heaters is kept constant.

2- A device for carrying out the method according to claim 1, which is different from that the wattmeter contains two thermal converters, each of which is equipped with two heaters, one of which — the main one — is included in the measuring circuit, and the other — is powered by an auxiliary direct current.

3. A device for carrying out the method according to Claim 1, characterized in that the wattmeter has one thermal converter with two heaters, one of which is supplied with measured current and the other with direct current, which serves to support a constant total power, thermal transducer allocated in both heaters, to be able to determine the measured power by the value of e. d. thermocouples after changing the direction of the measured current in the circuit of one of the heaters.

4. A device for carrying out the method according to claim 1, which is different from the fact that, in order to automate the power measurement process, the wattmeter contains one thermal converter and one resistance that serves as one of the arms of the auxiliary electric bridge with an amplifier included in its diagonal The output of which includes two additional heaters of the thermocouple and the heating resistance to automatically maintain the total amount of power in the wattmeter circuit at a predetermined level.

- 3 - № 121855