SU847228A1

SU847228A1 - Device for measuring ac voltage curve shape coefficient

Info

Publication number: SU847228A1
Application number: SU792715339A
Authority: SU
Inventors: Владимир Ульянович Кизилов; Герман Федорович Чесноков
Original assignee: Харьковский Ордена Ленина Политехничес-Кий Институт Им. B.И.Ленина; Предприятие П/Я M-5156
Priority date: 1979-01-22
Filing date: 1979-01-22
Publication date: 1981-07-15

Description

1one

Изобретение относитс к измерительной технике, а именно к устрой- . ствам дл определени интегральных характеристик несинусоидальных сигналов .The invention relates to a measurement technique, namely to a device. STV to determine the integral characteristics of non-sinusoidal signals.

Известны устройства, содержащие два измерительных преобразовател , один из которых преобразует измер емое переменное напр жение в посто нное , пропорциональное среднему значению измер емого, а другой - в посто нное , пропорциональное среднеквадратичному значению измер емого. Напр жение с выходов преобразователей поступает, например, на катушки логометра, Шкала которого проградуирована в единицах коэффициента формы ll.Devices are known that contain two measuring transducers, one of which converts the measured alternating voltage into a constant, proportional to the average value of the measured, and the other to a constant, proportional to the rms value of the measured. The voltage from the outputs of the converters is supplied, for example, to the logometer coils, the scale of which is calibrated in units of the form factor II.

Наиболее высока точность измерени в широком диапазоне частот достигнута в приборах с преобразовател ми , использующими эффекты теплового действи измер емого тока. При этом количество тепла, выдел емого в рабочем теле (нагревателе) чувствительного элемента за счет преобразовани электрической энергии в тепловую , измер етс непосредственно, либо, в свою очередь, преобразуетс в одну из следующих величин: термоЭДС , световой поток, ток эмиссии. Широкое применение в качестве электротепловых преобразователей получили термопар.The highest measurement accuracy in a wide frequency range is achieved in devices with transducers using the effects of thermal action of the measured current. At the same time, the amount of heat generated in the working medium (heater) of the sensitive element due to the conversion of electrical energy into heat is measured directly or, in turn, is converted to one of the following values: thermoEMF, luminous flux, emission current. Thermocouples are widely used as electrothermal transducers.

Недостатками этих электротепловых преобразователей вл ютс больша теплова инерци и,низка чувствительность .The disadvantages of these electrothermal transducers are high thermal inertia and low sensitivity.

За последние годы в практике электротепловых измерений начина1ат широко примен тьс термоиндикаторы, измен ющие цвет, изготовленные на. основе холестерических жидких .кристаллов . Дл холестерических жидких кристаллов характерно редкое изменение их оптических свойств при понижении или повышении тe pmepaтypы. Контроль температуры устройства, покрытого жидкокристаллическим термоиндикатором , осуществл етс обычно по изменению спектрального состава отраженного света. Жидкие кристаллы вл ютс обратимыми термоиндикаторами и их можно использовать многократно. Холестерические жидкие кристаллы вл ютс чрезвычайно чувствительными к изменению температуры . Наиболее чувствительные жидкокристаллические материалы фиксируют изменение температуры до In recent years, color-changing heat indicators have been widely used in the practice of electrothermal measurements. basis of cholesteric liquid crystals. For cholesteric liquid crystals, a rare change in their optical properties with decreasing or increasing temperature is characteristic. The temperature control of a device coated with a liquid crystal thermal indicator is usually carried out by changing the spectral composition of the reflected light. Liquid crystals are reversible heat indicators and can be reused. Cholesteric liquid crystals are extremely sensitive to changes in temperature. The most sensitive liquid crystal materials record the temperature change to

и дают цветную дифференцированную картину распределени температуры на образце, а также ее изменени . Высока чувствительность жидких кристаллов и простота съема информации делает их перспективными в р де применений по сравнению с термопа ,рами.and give a colored, differentiated picture of the temperature distribution on the sample, as well as its variations. The high sensitivity of liquid crystals and the simplicity of information retrieval makes them promising in a number of applications as compared with a thermopa or ramie.

Из известных устройств дл измерени коэффициента формы кривой переменного напр жени (тока), в котором применены термопреобраэовател наиболее близК1;м по технической сущности к предлагаемому вл етс устройство дл измерени коэффициента фор1«ы кривой переменного напр жени , содержащее диодный мостик и дроссель, выполн ющие роль преобразовател среднего значени напр жени ; два термопреобразовател , кажд из которых содержит термопару и нагреватель с подогревающим резистором , пере менный резистор, магнитоэлектрический измеритель, резистор, переключатели.Of the known devices for measuring the voltage waveform ratio of the alternating voltage (current), in which a thermal converter is applied closest to Q1; m to the technical essence of the invention is a device for measuring the voltage ratio of the alternating voltage curve containing a diode bridge and a choke performing the role of the mean voltage converter; two thermocouples, each of which contains a thermocouple and a heater with a heating resistor, a variable resistor, a magnetoelectric meter, a resistor, and switches.

Принцип действи этого устройств дл измерени коэффициента фОрмл кривой переменного напр жени основан на сравнении показаний магнитоэлектрического индикатора, подключенного к двум идентичным термопарам , при несинусоидальном напр жении и при посто нном напр жении при одном и том же среднем значении тока , предварительно выставл емого регулированием резистора 2.The principle of this device for measuring the voltage coefficient of an alternating voltage curve is based on comparing the readings of a magnetoelectric indicator connected to two identical thermocouples at a non-sinusoidal voltage and at a constant voltage at the same average current value pre-exposed by adjusting the resistor 2 .

Однако данное устройство обладае низкой точностью измерени по следующим причинам.However, this device has low measurement accuracy for the following reasons.

Из-за нелинейной зависимости характеристики (Уг величины КОЭФФИШ1ента формы,Due to the non-linear dependence of the characteristic (Ug of the magnitude of the COEFFISHT of the form,

В устройстве применен метод сравнени напр жений двух термопреобра зователей, каждый из которых имеет свой нагреватель и вносит дополнительную погрешность в измерение изза неидентичности характеристик термопар и различи нагрева, по причине конструктивных различий и разбросов в величине резисторов. Более точным вл етс метод замещени Ь устройствах с одним термопреобразователем ,The device uses the method of comparing the voltages of two thermal converters, each of which has its own heater and introduces an additional error in the measurement because of the non-identical characteristics of the thermocouples and the difference in heating, due to structural differences and variations in the value of resistors. More accurate is the replacement method for b devices with a single thermal converter,

В работу схема вноситс дополни тельна погрешность от замещени магнитоэлектрического измерител резистором, особенно заиу1етна при измерении в широком диапазоне частот , так как сопротивление магнитоэлектрического измерител и обычного резистора не могут быть эквивалент на различных частотах.An additional error is introduced into the operation of the circuit due to the replacement of a magnetoelectric meter with a resistor, especially when measured in a wide frequency range, since the resistance of the magnetoelectric meter and the usual resistor cannot be equivalent at different frequencies.

Цель изобретени - повьииение точности .The purpose of the invention is to increase the accuracy.

Цель достигаетс тем, что в устройство дл измерени коэффициента формы кривЬй переменного напр жени содержащее термопреобразователь.The goal is achieved by the fact that, in a device for measuring the shape factor of an alternating voltage curve, there is a thermal converter.

регулируекшй преобразователь среднего значени напр жени , последовательно соединенные переменный и эталонный резисторы, переключатели, введены управл емой масщтабный усилитель , регулируемый иctoчник сигнала и регулируеьшй источник посто нного напр жени , выходы которых соединены с разны1«1 згикимаМи первого переключател , подвижный контакт которого соединен с переменным резистором и с входом регулируемого преобразовател среднего значени напр жени , выход которого и другой вывод эталонного резистора соединен с зажимакш второго переключател , подвижный контакт которого через управл е1«1гй масштабный усидштель соединен с термопреобразователем.variable voltage average variable transducer, serially connected alternating and reference resistors, switches, a controllable scale-free amplifier, an adjustable signal source and an adjustable constant-voltage source, the outputs of which are connected to different "1" switches, are connected to the first switch, the moving contact of which is connected to alternating the resistor and the input of the adjustable voltage average converter, the output of which and another output of the reference resistor is connected to the terminal cerned switch, the movable contact of which is controlled through e1 "1gy scale usidshtel connected with thermocouple.

При этом термопреобразователь содержит нагреватель с подогревающим резистором, один вывод которого doединен с выходом управл емого масштабного у.силител , и теплорассеивающую пластину со шкалой, соединенную одним концом с нагревателем и. покрытую жидкокристаллическим термоиндикатоРОМ .At the same time, the thermal converter contains a heater with a heating resistor, one output of which is connected to the output of a controlled scale amplifier, and a heat dissipating plate with a scale connected at the end to the heater and. covered with liquid crystal thermoindicator.

Йа чертеже приведена схема устройства дл измерени коэффициента формы кривой переменного напр жени .The drawing shows a diagram of a device for measuring the shape of an AC voltage waveform.

Устройство содержит нагреватель 1, на котором расположен подогревакшщй резистор 2. Нагреватель 1 тep atчecки сЬединен с одним концом теплорассеиванхаей пластины 3, на которой расположен жидкокристаллический термоиндикатор 4 и нанесена шкала 5. Подогревающий резистор 2 подключен к выходу управл емого масштабного усилител 6, вход которого соединен с подвижным контактом переключател 7. Переключатель 7 коммутирует либо последовательно соединенные эталонный резистор 8 и пер енный резистор 9 со шкалой 10, либо вход регулируемого преобразовател 11 среднего значени напр жени . Вход преобразовател 11 подвижным контактом переключател 12 и переменным резистором 9 Переключатель 12 коммутирует либо регулируемый источник 13 сигнала, либо регулируе1 й источник 14 посто нного напр жени .The device contains a heater 1, on which a heating resistor 2 is located. A heater 1 is connected to one end of a heat dissipation plate 3, on which a liquid crystal temperature indicator 4 is located and a scale 5 is applied. A heating resistor 2 is connected to the output of a controlled scale amplifier 6, whose input is connected a moving contact of the switch 7. The switch 7 commutes either the series-connected reference resistor 8 and the transient resistor 9 with a scale of 10, or the input of an adjustable converter 11 average voltage. The input of the converter 11 is a movable contact of the switch 12 and a variable resistor 9 The switch 12 switches either an adjustable source 13 of the signal or an adjustable source 14 of a constant voltage.

Измерение осуществл етс следующим образом.The measurement is carried out as follows.

Claims

The device is calibrated. For this purpose, the heating resistor 2 using the switches 7 and 12 is connected via a series-connected reference resistor 8, a variable resistor 9 and a controllable large-scale amplifier b is supplied with voltage from an adjustable source 14 of direct voltage. The resistance of the variable resistor 9 is set equal to Yulu, which corresponds to the beginning of the scale 10 and digital readout. equal to the unit of the shape of the curve. The magnitude of the voltage of the constant voltage source 14 is set such that the rainbow strip of the liquid crystal thermal indicator 4 is at a certain level of the scale 5. After the thermal equilibrium occurs, the moment of which is determined by the cessation of the movement of the rainbow strip of the liquid crystal thermal indicator 4 along the temperature gradient line, warming up the resistor 2 is supplied with a voltage from an adjustable source of direct voltage through an adjustable mean value converter 11 and a controlled scale amplifier 6. By changing the gain, the adjustable mean value converter 11, the iris of the thermal indicator is set to the same mark : scale 5. To measure the AC voltage waveform ratio, the adjustable signal source 13 is connected using the switch 12 of the wrench and the switch 7 is connected to the adjustable average voltage converter. The magnitude of the voltage of the controlled source 13 CI is set such that the iridescent strip of the temperature indicator 4 is within the limits of iiKaly 5 at a certain point on the scale. After thermal equilibrium occurs, switch 7 is set to when the voltage of the signal source is applied to the heating resistor 2 and variable resistor 9. Change the resistance value of the variable resistor 9 so that the rainbow strip of the liquid crystal temperature indicator 4 remains at the same scale mark 5. After the onset of thermal equilibrium, a magnitude of the shape factor of the alternating voltage curve is read on a scale of ten. In the proposed device, high measurement accuracy is achieved with visual This is because the narrow rainbow strip of the liquid-crystal thermal indicator moves along the length of the heat dissipation plate. The main factors influencing the accuracy of the device are the choice of the mesophase width of the thermal indicator of the magnitude of the temperature excess of the zone of existence of the mesophase above the ambient temperature, i.e. the temperature of the overheating of the heat dissipating plate and the magnitude of the gradient of the heat dissipating plate. The use of the proposed device provides an increase in the accuracy of measurement of the coefficient of the AC voltage curve, stretched 1e ± frequency range of measurements, improves the manufacturability. Claim 1. A device for measuring the coefficient of the shape of an AC voltage curve, containing a thermal converter, an adjustable mean voltage converter - serially connected alternating and reference resistors, switches, characterized in that, in order to improve accuracy, controlled large-scale are introduced into it. amplifier / adjustable signal source and adjustable voltage source, the outputs of which are connected to different terminals of the first switch, moving contact which is connected to a variable resistor and to the input of an adjustable mean voltage converter, the output of which and another output of the reference resistor are connected to the Scales of the second Switch, the moving contact of which is connected to a thermocoupler through a controlled scale amplifier. Lem. 2. Software device of claim 1, characterized in that the thermal converter contains a heater With a heated resistor, one output of which is connected to the output of a controlled large-scale amplifier and a heat dissipation plate with a scale connected to one end of the heater and covered with a liquid-crystal thermal indicator. Sources of information taken into account during the examination 1. Voltage instability testers. Ed. B.L. -Rudnitsky. M, 1975.

2. USSR author's certificate №425134, cl. G 01 R 29/04, 1977.