Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_11756
.pdf
Для проверки оборудования можно искусственно запустить сигнальную обратную последовательность
импульсов путем кратковременного нажатия испытательного ключа TST (рис. 3) на любой подстанции. Как
видно из схемы, ключ TST замыкает цепь якоря N4, имитируя движение автоматического выключателя и
запуская импульсный режим.
Также предусмотрена возможность одновременного отключения или замыкания некоторых важных
выключателей на всех подстанциях, и эта функция работает даже в случае отказа импульсного режима из-за
неисправности подстанции. Для этой цели на станции управления установлены два ключа, показанные на рис.
2, обозначенные AST (отключение всех подстанций) и ASO (замыкание всех подстанций). При нажатии
клавиши 65 ключа AST срабатывает реле PU, которое подает импульс постоянного тока на сигнальные
провода 10 и 11, что активирует реле DR на всех подстанциях. Реле DR, в свою очередь, активируют
предохранительные реле D и 7. Поскольку выключатели SRS не переместились из исходного положения, цепи
замыкаются для отключения главных выключателей, и эта цепь для подстанции номер один может быть
прослежена от положительного полюса 75 на неподвижном якоре RV4 (рис. 3), ползунка 3c и первого контакта
блока выключателя SRS, проводника 17, якорей O3 и D4, до проводника 18. В случае, если условия, которые
должны быть выполнены, требуют одновременного замыкания главных выключателей на подстанциях, ключ
ASC будет задействован вместо ключа AST, и в результате реле OP будет задействовано напрямую для
подачи импульса постоянного тока в обратном направлении на сигнальные провода 10 и 11.
Таким образом, реле ИЛИ на всех подстанциях срабатывают, замыкая цепь g 9 j по проводнику 15 для
замкнутой катушки соответствующих автоматических выключателей.
Если оператор управления желает установить телефонную связь с конкретной подстанцией, он нажимает
клавишу 95 TELEX в группе выбора, соответствующей требуемой подстанции, и при нажатии клавиши запуска
последующая последовательность импульсов будет содержать импульс соответствующей полярности 100
для включения реле TR на соответствующей подстанции, которое затем блокируется посредством своего
якоря TR I на положительном полюсе пружин покоя телефонной кнопки SWEI, и на якоре TR 2 замыкает цепь
105 для звонка телефонного звонка TCB. Когда дежурный на соответствующей подстанции отвечает на
звонок, снимая трубку с кнопки, цепь реле TR размыкается, так что оно освобождает и отключает звонок.
Способ подключения телефонов к сигнальным проводам 10 и 11 на чертеже не показан, поскольку он не
является частью изобретения, и 115 легко очевиден для специалистов в данной области.
Также предусмотрено, что дежурный подстанции может установить телефонную связь с диспетчерской
станцией 12p, и это осуществляется посредством нажатия кнопки телефонного вызова TCK, показанной на
рис. 3, которая соединяет потенциал с сигнальными проводами 10 и 125. Если это необходимо для
срабатывания поляризованного реле Q на 125, реле Q диспетчерской станции, в свою очередь, активирует
реле OUT, и поскольку переключатели управления не сдвинулись со своего исходного положения, замыкается
последовательная цепь через ползунки и блоки для вызова звонка 130 21:4,-0144 bell CTUB, рис. 6.
Также рассматриваются альтернативные варианты компоновки приемной цепи (рис. 3) на подстанции на
случай, если возникнет необходимость увеличить скорость импульсного срабатывания; они показаны на рис.
7 и 8. В этой связи сложность заключается в присущей реле медлительности, поскольку при размыкании цепи
выпрямитель будет действовать как короткое замыкание для наведенного тока и будет стремиться продлить
работу реле, тем самым ограничивая скорость импульсного срабатывания.
Обе представленные альтернативные схемы преодолевают это ограничение особенно простым способом,
предусматривая отключение выпрямителя при срабатывании реле, так что, по сути, реле работает как
поляризованное реле и быстро срабатывает как обычное реле.
Подробно описав и определив природу нашего изобретения и способ его осуществления, мы заявляем, что
то, что мы заявляем, — это устройство для наблюдения и/или управления с главной станции положением или
состоянием коммутационных устройств, расположенных на ряде удаленных станций, посредством импульсов,
передаваемых по общей линии, соединяющей удаленные станции, в которых газоразрядные трубки,
расположенные на удаленных станциях, сконструированы таким образом, чтобы реагировать только на
импульсы, передаваемые с главной станции.
2.
Устройство для контроля и/или управления с главной станции положением или состоянием коммутационных
устройств, расположенных на ряде удаленных станций, подключенных к общей линии, в котором
реагирующее оборудование на каждой удаленной станции настроено на реагирование на импульсы,
передаваемые с главной станции, но не на импульсы аналогичного характера, но различной силы,
передаваемые с других удаленных станций.
3;
Устройство для наблюдения и/или управления с главной станции положением или состоянием
коммутационных устройств, расположенных на ряде удаленных станций, подключенных к общей линии, в
котором сигнализация осуществляется импульсами двух разных сил, передаваемыми по общей линии,
причем более сильные импульсы имеют такое напряжение, что вызывают срабатывание газоразрядной
трубки, расположенной на каждой удаленной станции, в то время как напряжение более слабых импульсов
ниже напряжения срабатывания трубок.
4
Устройство для управления переключением и/или контроля с главной станции положения или состояния
переключателей, состоящее из 5 устройств, расположенных на ряде удаленных станций, подключенных к
общей линии, которая раздается через трубки, расположенные на удаленных станциях. Эти устройства
адаптированы для реагирования на импульсы, передаваемые с главной станции, но не подвержены влиянию
импульсов, передаваемых с удаленной станции на главную станцию.
Устройство по п. 1, 3 или 4, в котором газоразрядные трубки представляют собой неоновые лампы.
Устройство по п. 1, 2 или 4, в котором импульсы, передаваемые с главной станции, бывают трех разных типов,
один из которых используется для выбора удаленных станций, а два других — для выбора расположенных в
них коммутационных устройств.
7 Схема, как указано в пункте 6.
в котором для выбора удаленных станций 85 используются импульсы переменного тока, а также
выпрямленный импульс переменного тока:
Для выбора переключающих устройств используются импульсы любой полярности.
8 В соответствии с п. 6 или 7, устройство, в котором импульсы, используемые для выбора удаленных станций,
эффективны для переключения переключателей, расположенных на всех удаленных станциях, в то время как
импульсы, используемые для выбора коммутирующих устройств, принимаясь на всех удаленных станциях,
эффективны только для переключения переключателя, расположенного на выбранной удаленной станции.
9 Устройство, как указано в пункте 1, 2, 3 или 4, в котором после передачи каждого импульса от главной
станции для целей выбора обратно от удаленной станции передается контрольный импульс, который имеет
более низкое напряжение, чем импульс выбора, и воздействует только на отвечающее оборудование на
главной станции.
Устройство, описанное в пункте 1, 2, 4, 6, 7 или 9, в котором после инициирования импульса от главной
станции все удаленные станции 410, подключенные к общей линии, автоматически выбираются по очереди, и
осуществляется контроль и/или управление расположенными в них коммутационными устройствами, причем
импульсы, используемые для выбора удаленных станций 115, имеют иной характер, чем импульсы,
используемые для выбора различных коммутационных устройств внутри удаленной станции.
11
Устройство, как указано в пункте 1, 2, 3, 5, 6, 7 или 8, в котором 120 импульсов, передаваемых с главной
станции, принимаются на реле на удаленных станциях, поляризация которых осуществляется путем
пропускания света через металлические выпрямители. Устройство, как указано в пункте 11, в котором
металлические выпрямители отключены, и реле срабатывают немедленно, позволяя им быстро размыкаться
при размыкании их цепей.
и бандит 130 404,014 поддерживают подходящую скорость импульса.
13 Устройство для наблюдения и/или управления с главной станции положением или состоянием
коммутационных устройств, расположенных на ряде удаленных станций, в основном описано и
проиллюстрировано на прилагаемых чертежах.
Датировано 6 июля 1932 года.
ДИКЕР, ПОЛЛАК И МЕРСЕРИ, дипломированные патентные агенты, по адресу: Холлборн, 23, Лондон, E C 1
J, агенты заявителей, Редхилл: напечатано для канцелярии Его Величества компанией Love & Malcomson, Ltd
- 1934.
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_404015.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=404015&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB404015A
[]
ИЗМЕНЕННАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Перепечатано с поправками, внесенными в соответствии с разделом 8 Закона о патентах и промышленных
образцах 1907–1932 годов.
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Дата подачи заявки: 6 июля 1932 г. № 19126/32.
Полная спецификация слева - 12 мая 1933 г.
404015 Принято к публикации: 8 января 1934 г.
ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Усовершенствования в многодиапазонных электроизмерительных приборах. Мы, Хью Сатери и Макади,
подданные Великобритании, и компания Tin AUTOMATIC COIL WINDER & ELECTRICAL EQ Ujr MENT
COMPANY LIMITED, британская компания, обе расположенные по адресу: Виндзор-Хаус, Дуглас-стрит,
Вестминстер, Лондон, S W 1, настоящим заявляем, что суть данного изобретения заключается в следующем:
Данное изобретение относится к усовершенствованиям многодиапазонных электроизмерительных приборов и
имеет своей главной целью создание простого и эффективного прибора, с помощью которого можно легко и
быстро измерять различные диапазоны напряжений и токов переменного тока. Поскольку желательно иметь
возможность измерять с помощью того же прибора значения напряжений и токов постоянного тока, еще одной
целью настоящего изобретения является создание электроизмерительного прибора, использующего только
один измерительный прибор, который может измерять различные диапазоны напряжений и токов независимо
от того, проводятся ли измерения на переменном или постоянном токе.
Согласно настоящему изобретению, в измерительном приборе предусмотрен выпрямитель для выпрямления
измеряемых переменных токов, предпочтительно полноволновой выпрямитель, а измеряемые переменные
токи подаются на выпрямитель через трансформатор.
В многодиапазонном измерительном приборе крайне желательно обеспечить одинаковую форму шкалы,
поскольку деления шкалы могут быть обозначены произвольными цифрами, которые необходимо умножать
на константу, зависящую от диапазона. Создание многодиапазонного измерительного прибора с одинаковой
формой шкалы для всех диапазонов, если прибор предназначен для использования только с постоянным
током, не представляет собой сложной задачи, поскольку проблема адаптации прибора для считывания
показаний различных диапазонов сводится лишь к включению в цепь измерительного прибора
соответствующих шунтирующих и последовательных сопротивлений. Одним из очень удобных вариантов
многодиапазонного электрического измерительного прибора, который с помощью одной подвижной катушки
адаптирован для измерения различных диапазонов напряжений и токов, а также для прямого измерения
сопротивления, является прибор, описанный в патенте № 200977.
Та же форма шкалы обеспечивается для показаний напряжения и тока в этом приборе, и поэтому достаточно
просто перевести переключатель в соответствующий диапазон, а затем умножить показание стрелки на
соответствующую константу, применимую к рассматриваемому диапазону. Когда; Однако, поскольку
измерительный прибор предназначен для использования в цепях переменного тока, обеспечить одинаковую
форму шкалы не так просто. Это связано с тем, что кривая зависимости приложенного напряжения от
выпрямленного тока выпрямителя, особенно металлического выпрямителя, не является прямой линией при
низких приложенных напряжениях. В частности, обычный тип металлического выпрямителя, производимый и
продаваемый в настоящее время, требует приложения напряжения приблизительно в полвольта, прежде чем
он начнет выпрямлять. Это, конечно, не имеет существенного значения, когда необходимо измерить
напряжение порядка 120 вольт или 1200 вольт, но когда речь идет о напряжениях низкого диапазона, в
частности, скажем, 1,2 вольта, указанная выше особенность имеет существенное значение и препятствует
получению одинаковой формы шкалы во всех диапазонах, если не будут приняты специальные меры
предосторожности. Наличие нескольких шкал в многодиапазонном приборе приводит к путанице и крайне
нежелательно. Этот недостаток заключается в следующем: 404,015 согласно настоящему изобретению, в
диапазоне напряжений, и, следовательно, через трансформатор через указанное сопротивление к
130-витковому отводу, через который переменные токи подаются на первичную обмотку. Другой конец
измеренного напряжения подается на выпрямитель, первичная обмотка подключена через предпочтительное
питание к первичной обмотке трансформатора, обеспечивающее достаточно неиндуктивное сопротивление,
доводя 70 до любой заданной пропорции сопротивления цепи до, скажем, 200 000 Ом от его полного значения
в любом заданном диапазоне, к контакту 1200 В на вторичной обмотке. Выходной ток, подаваемый на
переключатель, и контакт 120 В на выпрямителе, подключен к точке отвода на этом сопротивлении, так что
общее сопротивление цепи 75 через трансформатор также будет, скажем, 20 000 Ом.
Преимущество прибора заключается в том, что перемычка, замыкающая резистор, может использоваться для
измерения величины изменения сопротивления в соединении между:
Наложенный на непрерывный ток вторичный, и выпрямитель подключен таким образом, что постоянный ток,
при условии насыщения или если он установлен на главном выключателе, то переменный ток не достигается,
если он замкнут для короткого замыкания, будет преобразован только этим резистивным компонентом, за
исключением случаев, когда выключатель установлен в диапазон 1/2 вольт.
Когда необходимо измерить напряжение, описывая теперь в качестве примера одно измерение, выводы цепи
подключаются к входным клеммам измерительного прибора, как это предусмотрено в электрическом
устройстве, и переключатель установлен в соответствующее положение. Предположим, что для измерения
четырех диапазонов переменного напряжения он установлен на диапазон 1200 вольт. Токи (например, 1200
вольт, 120 вольт, 12 вольт и 12 вольт) будут протекать через всю первичную обмотку.
каждый диапазон) - и три диапазона переменного тока. Сопротивление последовательно с первичной
обмоткой не только ограничивает ток, протекающий через первичную обмотку, но и служит для подавления
эффекта реактивного сопротивления первичной обмотки. Мы предлагаем переключатель, имеющий не менее
семи контактов, каждый из которых реагирует на один из диапазонов, плечо полного импеданса прибора.
Таким образом, показания будут практически независимы от частоты источника питания, поскольку он
предназначен для замыкания контакта с любым из контактов. Перемещающийся измерительный прибор или
устройство подключено к аудио- или радиочастотному источнику питания. Ток протекает через мост,
расположенный в полноволновой металлической обмотке. будет выпрямителем, выпрямитель подключен в
виде трансформатора, в который поступает ток, протекающий известным образом, на вторичной обмотке, а
также на обмотке первичной обмотки. Один из концов трансформатора расположен таким образом, что как
для этого диапазона вторичная обмотка подключена к одному из концов первичной обмотки, которая, в свою
очередь, подключена к другому входу. Ток, протекающий на вторичной обмотке измерительного прибора,
таков, что при выпрямлении он соответствует току, необходимому для создания полного отклонения
подвижной катушки. Таким образом, если предположить, что для полного отклонения подвижной катушки
требуется ток 6 миллиампер. сопротивление, короткозамкнутый выключатель, измеритель, затем ток,
протекающий через подключенное к этому сопротивлению для вторичной обмотки, должен равняться этому
току, умноженному на форм-фактор (111). Первичная обмотка трансформатора, предполагая синусоидальную
волну, т.е. 666, имеет, скажем, 2000 витков и имеет отводы в миллиамперах 120 после точек витков от этого
конца. Для диапазона 120 вольт питание осуществляется через первичную обмотку, которая подключена к
сопротивлению, включенному последовательно с первичной обмоткой, которая имеет, скажем, 1680 витков:
также протекают токи 1, 10, 100 и 130, причем эти отводы проходят через всю первичную обмотку,
подключенную непосредственно к шпилькам или контактам. Полное сопротивление прибора 125 на
выключателе, соответствующем 12 вольтам для этого диапазона, регулируется до 1 ампера, 1,2 ампера, 1,2
ампера и 1,2 вольта. импеданса для диапазонов 1200 вольт соответственно. Диапазон 12 вольт, и,
следовательно, тот же ток будет протекать через контакт выключателя, подключенный через сопротивление,
скажем, 130 Ом к 12 вольтам, сформированному в аналогичный ток (6,66 миллиампер 130 f 'N' 404,015 3 л в
предполагаемом случае) во вторичной цепи. Таким образом, для обоих этих диапазонов получается
одинаковая форма шкалы.
Что касается диапазона 12 вольт, то соединение с первичной обмоткой при измерении в этом диапазоне
включает гораздо меньше витков, чем в диапазонах более высоких напряжений. Однако включенное
сопротивление все еще достаточно, чтобы компенсировать влияние реактивного сопротивления части
первичной обмотки на общее сопротивление прибора, и поэтому этот диапазон также будет в значительной
степени независим от частоты источника питания. Поскольку количество витков в эффективной первичной
обмотке значительно меньше, потребуется пропускать больший ток через первичную обмотку. Однако
пропускаемый ток таков, что постоянная в ампер-витках такая же, как и в диапазонах, упомянутых выше, так
что ток, протекающий во вторичной цепи, снова составляет 6,66 миллиампер при полном отклонении шкалы
измерительного прибора и уменьшается в той же пропорции, что и в других рассмотренных диапазонах для
промежуточных значений 12 вольт. Таким образом, эта схема снова обеспечит ту же форму шкалы для
диапазона 12 вольт.
В то время как в диапазонах 1200 и 1200 вольт трансформатор действовал как понижающий, в диапазоне 12
вольт он действует как повышающий из-за сравнительно небольшого числа витков в эффективной первичной
обмотке.
Для диапазона 1-2 вольт источник питания подключается непосредственно к первичной обмотке, как описано
выше, поскольку крайне важно поддерживать низкое падение напряжения на первичной обмотке, чего лучше
всего добиться в трансформаторе ограниченных размеров за счет уменьшения количества витков первичной
обмотки, хотя полученное таким образом преимущество частично компенсируется увеличенным
потреблением тока первичной обмотки.
Вторичный ток полной шкалы в 6,66 миллиампер протекает через сопротивление приблизительно 1550 Ом, и
выпрямитель, а следовательно, и вторичная обмотка трансформатора, должны выдавать приблизительно 12
вольт в этом диапазоне, хотя это будет приблизительно один вольт по отношению к первичной обмотке из-за
повышающего коэффициента трансформации первичной и вторичной обмоток трансформатора.
Как и прежде, значение числа витков первичной обмотки и добавленное сопротивление вторичной обмотки
таковы, что обеспечивают полное отклонение шкалы при напряжении 1,2 вольта и аналогичную форму шкалы,
как и раньше.
Таким образом, мы обеспечиваем сопротивление во вторичном выводе, упомянутом выше, и, следовательно,
замыкающий выключатель, который замыкается для устранения сопротивления во всех диапазонах, кроме
диапазона 1,2 вольт.
Когда главный выключатель установлен в диапазон 1,2 вольт, замыкающий выключатель размыкается, и
сопротивление включается в цепь.
Таким образом, во всех диапазонах напряжения мы получаем одинаковую форму шкалы, и достаточно лишь
отметить шкалу произвольными числами, которые необходимо умножить на константу, соответствующую
измеряемому диапазону.
Та же шкала может использоваться и для 75 измерений тока, а отводы для измерения тока расположены
таким образом, что во всех диапазонах обеспечивается одинаковое произведение ампер-витков. Таким
образом, при полном отклонении шкалы во вторичной цепи будет протекать ток 666 миллиампер, что
позволяет обеспечить одинаковую форму шкалы.
Таким образом, следует понимать, что описанный выше прибор охватывает большое количество полезных
диапазонов при чередовании показаний тока и напряжения, а также прост в использовании и считывании
показаний, и не вызывает путаницы из-за множества шкал.
Значения различных сопротивлений 90 и отводов на первичной обмотке упомянутого выше трансформатора
не следует рассматривать как ограничивающие, поскольку они приведены лишь в качестве примеров одного
прибора и для облегчения 95 объяснения настоящего изобретения. Конечно, их можно было бы изменять для
других измерительных приборов с подвижной катушкой и других диапазонов измерения напряжения и тока,
если бы это было необходимо. 100 Поскольку многие компоненты, необходимые для измерения переменного
и постоянного напряжения и тока, являются общими для обоих наборов измерений, описанный выше прибор
может быть удобно объединен с 105 оборудованием, необходимым для измерения постоянного тока.
Измерения. Диапазоны для постоянного тока.
Диапазон измерений может быть шире и включать следующие диапазоны напряжений и токов: 1200 вольт,
120 вольт, 110 вольт, 12 вольт, 12 вольт и 12 вольт, а также 12 ампер, 12 ампер, 12 ампер и 12 миллиампер.
При использовании комбинированного измерительного прибора переменного и постоянного тока, помимо
упомянутого выше переключателя диапазонов переменного тока 115, будет предусмотрен переключатель
диапазонов постоянного тока. Могут использоваться общие входные клеммы, и в этом случае одна из входных
клемм, вместо подключения к рычагу переключателя диапазонов переменного тока 120, будет подключена к
дополнительному контакту на переключателе диапазонов переменного тока с маркировкой «Показания
постоянного тока», и эта клемма также будет подключена к дополнительному контакту на переключателе
диапазонов постоянного тока 125 с маркировкой «Показания переменного тока». Затем два рычага
переключателя электрически соединяются вместе, и видно, что показания постоянного тока могут быть только
Полученные показания могут быть зафиксированы, когда переключатель диапазона переменного тока 130
404,015 установлен в положение «Показания постоянного тока», а показания переменного тока могут быть
зафиксированы только тогда, когда переключатель диапазона постоянного тока установлен в положение
«Показания переменного тока». Это предотвратит любое повреждение прибора.
Для измерения постоянного тока трансформатор и выпрямитель не требуются, а для измерения переменного
тока...
Переключатель диапазона должен быть снабжен определенными контактами, предпочтительно
управляемыми кулачком на его шпинделе, во-первых, для отключения измерительного прибора с подвижной
катушкой от выпрямителя, во-вторых, для отключения выпрямителя от трансформатора, и в-третьих, для
подключения резистора последовательно с первичной обмоткой трансформатора последовательно с
измерительным прибором с подвижной катушкой.
Переключение может быть осуществлено с помощью двухпозиционных переключателей, которые соединяют
измерительный прибор с подвижной катушкой последовательно с сопротивлением от переключателя
диапазона постоянного тока к общим входным клеммам.
Сопротивление снабжено отводами, подключенными к контактам переключателя диапазонов DIC, для
включения необходимого сопротивления в цепь для различных диапазонов напряжения, а для диапазонов
тока параллельно измерителю подключаются шунты для обхода необходимой части тока. Поскольку часть
прибора, отвечающая за измерение постоянного тока, в основном соответствует схеме, описанной в
вышеупомянутом патенте, для получения более подробной информации можно обратиться к его описанию. В
часть прибора, отвечающую за измерение постоянного тока, также могут быть включены средства для
измерения одного или нескольких диапазонов сопротивлений способом, указанным в указанном патенте. При
желании может быть предусмотрен предохранитель для защиты выпрямителя и измерителя с подвижной
катушкой.
Следует отметить, что в описанные выше конструкции можно внести множество изменений, не выходящих за
рамки настоящего изобретения.
Приведенные выше сведения представляют собой лишь некоторые удобные варианты, которые мы решили
описать для того, чтобы суть данного изобретения была ясно понятна.
Датировано 22 июня 1932 года.
GEE & Co, патентные поверенные, Staple House, 51 и 52, Chancery Lane, Лондон, W.C 2, агенты заявителей.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Усовершенствования в многодиапазонных электроизмерительных приборах. Мы, HUG 11 SUTHERLAND
MACADIIE, подданный Великобритании, и THE TONATIC COIL WINDER & ELECTRICAL EQUIPMENT COM-P Ai
NY LIMITED, британская компания, обе расположенные по адресу: Windsor House, Douglas Street, Westminster,
London, S W 1, настоящим заявляем о характере данного изобретения и о способе его осуществления,
которые будут подробно описаны и установлены в следующем заявлении: Данное изобретение относится к
усовершенствованиям в многодиапазонных электроизмерительных приборах и имеет своей главной целью
создание простого и эффективного прибора, с помощью которого можно легко и быстро измерять различные
диапазоны переменного тока, напряжения и значений тока. Поскольку желательно иметь возможность
измерять с помощью того же прибора также значения постоянного тока, напряжения и тока, а возможно, и
сопротивления, еще одной целью настоящего изобретения является создание электроизмерительного
прибора, использующего только один измерительный прибор, который может измерять различные диапазоны.
Измерения напряжений и токов, независимо от того, проводятся ли они на переменном или постоянном токе,
и которые также могут использоваться для измерения сопротивления. 80 Уже известны многодиапазонные
измерительные приборы для использования с переменным током, включающие трансформатор с отводами,
вторичный выход которого выпрямляется и затем подается на измеритель постоянного тока с подвижной
катушкой. 85 В многодиапазонном измерительном приборе крайне желательно обеспечить одинаковую форму
шкалы, поскольку деления шкалы могут быть обозначены произвольными цифрами, которые необходимо
умножать на константу в зависимости от диапазона. Создание многодиапазонного измерительного прибора с
одинаковой формой шкалы для всех диапазонов, когда прибор предназначен для использования только на
постоянном токе, не представляет сложности, поскольку проблема адаптации прибора к различным
диапазонам сводится лишь к включению в цепь измерительного прибора соответствующих шунтирующих и
последовательных сопротивлений. Одна из очень удобных форм многодиапазонного электрического
измерительного прибора, которая адаптируется с помощью одного подвижного катушечного механизма.
Прибор, предназначенный для измерения различных диапазонов напряжений и токов, а также
адаптированный для прямого измерения сопротивления, описан в британском патенте № 200977. Та же
форма шкалы используется для показаний напряжения и тока, поэтому достаточно просто переключить
переключатель в соответствующий диапазон и умножить показание стрелки на соответствующую константу,
применимую к рассматриваемому диапазону.
Однако, когда измерительный прибор используется в цепях переменного тока, обеспечить одинаковую форму
шкалы непросто. Это связано с тем, что кривая зависимости приложенного напряжения от выпрямленного
тока выпрямителя, особенно металлического выпрямителя, не является прямой линией при низких
приложенных напряжениях. В частности, обычный тип металлического выпрямителя, производимый и
продаваемый в настоящее время, требует приложения примерно половины вольта, прежде чем он начнет
выпрямлять ток. Это, конечно, не имеет существенного значения, когда прибор настроен на диапазоны,
дающие полное отклонение шкалы порядка 120 вольт или 1200 вольт, но когда прибор настроен на диапазон
низкого напряжения, дающий, скажем, полное отклонение шкалы при измерении, скажем, 1,2 вольт, указанная
выше особенность имеет существенное значение и препятствует получению одинаковой формы шкалы во
всех диапазонах, если не приняты специальные меры предосторожности. Наличие нескольких шкал в
многодиапазонном приборе приводит к путанице и является наиболее распространенной проблемой. Этот
недостаток преодолевается с помощью настоящего изобретения, согласно которому измеряемые
переменные токи подаются через трансформатор на выпрямитель таким образом, что для любой заданной
доли базового значения полной шкалы в каждом заданном диапазоне вторичный выходной ток, подаваемый
на выпрямитель, остается постоянным.
Подача тока на выпрямитель через трансформатор также будет иметь то преимущество, что прибор можно
использовать для измерения величины переменного тока, наложенного на постоянный или стационарный ток,
поскольку, при условии, что ток насыщения не достигается, переменная составляющая будет
преобразовываться трансформатором и измеряться прибором.
Для того чтобы данное изобретение было более понятным и легко осуществимым, мы перейдем к его
описанию со ссылкой на прилагаемые чертежи, которые иллюстрируют в качестве примера, а не ограничения,
один удобный вариант осуществления данного изобретения в применении к комбинированному
многодиапазонному измерительному прибору переменного и постоянного тока, причем на рисунке 1
представлен вид спереди всего прибора.
На рисунке 2 показан вид сзади того же устройства со снятой внешней крышкой.
Рисунок 3 представляет собой вид сверху прибора, а также вид со снятой внешней крышкой 70, рисунок 4 —
детальный вид, показывающий работу некоторых переключателей, и рисунок 5 — вид, показывающий работу
некоторых дополнительных переключателей 75. Рисунок 6 представляет собой принципиальную схему
многодиапазонного измерительного прибора переменного тока согласно данному изобретению, а рисунок 7 —
принципиальную схему прибора 80, показанного на рисунках 1–3.
Обратимся теперь сначала к рисунку 6 прилагаемых чертежей, на котором показана схема части
измерительного прибора, работающей с переменным током, изображенного на рисунке 85. Показанный на
рисунке прибор предназначен для измерения четырех диапазонов переменного напряжения (например, 1200
вольт, 120 вольт, 12 вольт и 12 вольт для полного отклонения шкалы в каждом диапазоне) и трех диапазонов
переменного тока (например, 12 ампер, 12 ампер и 12 ампер для полного отклонения шкалы в каждом
диапазоне). Прибор снабжен переключателем a, имеющим семь контактов 95 al', a', a', at, a5, a' и a', каждый из
которых соответствует одному диапазону. Плечо a' переключателя, соединенное с одним из (b) входных
клемм b и c измерительного прибора, предназначено для контакта с любым из штифтов. a' к a 7. Счетчик с
подвижной катушкой или измерительный механизм d подключен к мостовому полноволновому
металлическому выпрямителю e, причем выпрямитель подключен известным способом 105 к вторичной
обмотке f трансформатора /1. Один из концов вторичной обмотки / соединен с одним из концов первичной
обмотки 1', которая, в свою очередь, соединена с другим входным клеммным выводом 110 -c измерительного
прибора. Один из выводов от выпрямителя e к вторичной обмотке, предпочтительно тот, который соединяет
выпрямитель с тем концом вторичной обмотки /115, который не соединен непосредственно с первичной
обмоткой f 2, включает сопротивление g, а перемычка h подключена к этому сопротивлению для целей,
описанных ниже. 120. Первичная обмотка 1' трансформатора 1' имеет, скажем, 2000 витков и имеет отводы в
следующих точках от того конца первичной обмотки, который соединен со вторичной обмоткой, имеющей,
скажем, 125 1680 витков: -1, 10, 100 и 130, эти отводы подключены к штырькам или контактам a, a', a и (через
сопротивление, идущее к штырьку) a' соответственно на выключателе, соответствующим диапазонам 12
ампер, 12 130 ii 404,015 ампер, 12 ампер и 12 вольт соответственно. Контакт a3 диапазона 12 вольт на
выключателе подключен через сопротивление j, скажем, 130 Ом, к 130-витковому отводу первичной обмотки
f3. Другой конец первичной обмотки подключен через a — предпочтительно неиндуктивное сопротивление jf,
увеличивая сопротивление цепи, скажем, до 200 000 Ом, к контакту a' на выключателе, рассчитанному на
1200 вольт, а контакт a' на выключателе, рассчитанный на 120 вольт, подключен к точке отвода j' на этом
сопротивлении таким образом, что вся цепь Импеданс составляет приблизительно 20 000 Ом или немного
меньше.
Переключатель h, замыкающий резистор g в соединении между вторичной обмоткой / и выпрямителем e,
соединен с главным выключателем a или установлен на нем таким образом, что он замкнут для замыкания
этого резистора постоянно, за исключением случаев, когда выключатель установлен в диапазон 1,2 вольт.
Трансформатор работает как трансформатор тока, и при любом заданном количестве витков первичной
обмотки будет наблюдаться определенный вторичный ток и показания стрелки.
Когда необходимо снять показания напряжения, выводы цепи подключаются к входным клеммам b и c
измерительного прибора, а переключатель a устанавливается в соответствующий диапазон. Предположим,
что он установлен на диапазон 1200 вольт, т.е. контакт ad. В этом случае ток будет протекать через весь
резистор jl и всю первичную обмотку I2. Резистор jl, включенный последовательно с первичной обмоткой I2, не
только ограничит ток, протекающий через первичную обмотку f2, но и компенсирует влияние реактивного
сопротивления всего трансформатора на общее сопротивление прибора. Таким образом, при правильной
конструкции трансформатора показания будут практически независимы от частоты источника питания, при
условии, что это обычная частота коммерческого источника питания и она не распространяется на аудио- или
радиочастоты. Ток, протекающий через первичную обмотку, будет преобразован в ток, протекающий во
вторичной обмотке, и соотношение первичной и вторичной обмоток устанавливается таким образом, как для
этого диапазона, так и для диапазонов 120 вольт, 12 вольт и 12 вольт, так что для полного диапазона
Отклонение. Ток, протекающий во вторичной цепи, таков, что после выпрямления он соответствует току,
необходимому для полного отклонения стрелочного счетчика. Таким образом, если предположить, что для
полного отклонения стрелочного счетчика требуется ток 6 миллиампер, то ток, протекающий во вторичной
обмотке, должен быть равен этому току, умноженному на коэффициент формы (1/11, предполагая
синусоидальную волну), т.е. 666 миллиампер. В диапазонах 1200 и 120 вольт количество витков первичной и
вторичной обмоток сопоставимо, и эффект вторичного напряжения, приведенного к первичной обмотке,
нивелируется высоким последовательным сопротивлением. Следовательно, первичный ток и ампер-витки
будут пропорциональны приложенному напряжению. Для диапазона 120 вольт, т.е. контакта ad, питание
подключается к сопротивлению jl в точке j' последовательно с первичной обмоткой f и также протекает через
всю первичную обмотку. Полное сопротивление прибора для этого диапазона регулируется до одной десятой
от сопротивления для диапазона 1200 вольт, поэтому тот же ток будет протекать в первичной цепи и будет
преобразован в аналогичный ток (6,66 миллиампер в предполагаемом случае) во вторичной цепи. Поскольку
первичный ток пропорционален приложенному напряжению, для обоих диапазонов получается одинаковая
форма шкалы. Теперь, что касается диапазона 12 вольт, т.е. шпильки 3, соединение с первичной обмоткой
при измерении этого диапазона включает гораздо меньше витков, чем в диапазонах более высоких
напряжений. Однако включенное сопротивление j все еще достаточно, чтобы компенсировать уменьшенное
влияние реактивного сопротивления части трансформатора на полное сопротивление прибора, поэтому этот
диапазон также будет практически независим от частоты питания. Также компенсируется уменьшенное
влияние вторичной ЭДС, приведенной к первичной стороне. 105 из-за сравнительно высокого первичного
сопротивления, так что первичный ток и ампер-витки остаются пропорциональными приложенному
напряжению. Поскольку число витков в эффективной первичной обмотке значительно меньше, потребуется
пропускать больший ток через первичную обмотку. Однако проходящий ток таков, что постоянная
ампер-витков такая же, как и в диапазонах, упомянутых выше, так что 115 ток, протекающий во вторичной
цепи, снова составляет 6,66 миллиампер для полного отклонения шкалы измерительного прибора и
уменьшается в той же пропорции, что и в других рассмотренных диапазонах - для промежуточных значений 12
вольт. Таким образом, эта схема снова обеспечит ту же форму шкалы для диапазона 12 вольт. В то время как
трансформатор действовал как понижающий трансформатор для диапазонов 1200 вольт и 120 вольт, он
действует как повышающий трансформатор в диапазоне 12 вольт из-за сравнительно небольшого числа
витков, включенных в эффективная первичная обмотка.
Для диапазона 1,2 вольта источник питания составляет 130 404,015:
Соединяется от шпильки a' с 130-витковым отводом первичной обмотки 12 через небольшое сопротивление il,
скажем, Ом, как описано выше, поскольку крайне важно поддерживать низкое падение напряжения на
первичной обмотке, и это лучше всего достигается в трансформаторе ограниченных размеров путем
уменьшения количества витков первичной обмотки, хотя полученное таким образом преимущество частично
компенсируется увеличенным потреблением тока первичной обмотки. Полный ток вторичной обмотки 6,66
миллиампер протекает через сопротивление g приблизительно 700 Ом, и выпрямитель e, а следовательно, и
вторичная обмотка трансформатора, должны развивать приблизительно 6 вольт в этом диапазоне, хотя это
будет приблизительно полвольта по отношению к первичной обмотке из-за повышающего коэффициента
трансформации первичной и вторичной обмоток трансформатора.
Поскольку напряжение выпрямителя на его клеммах переменного тока изменяется примерно от половины до
одного вольта в диапазоне от одной двенадцатой до полной нагрузки, вторичное и первичное напряжения
должны соответственно изменяться по этой причине, и ту же самую форму шкалы нельзя было бы
использовать, если бы этот нелинейный эффект не был устранен.
Это достигается путем пропускания вторичного тока через сопротивление g, так что вторичный ток становится
практически пропорциональным вторичному напряжению. Малое сопротивление j' используется для
регулировки, чтобы падение напряжения на первичной обмотке, при добавлении к падению напряжения,
приведенному к вторичной обмотке, соответствовало этой цели.
Как и прежде, значение числа витков первичной обмотки и добавленное сопротивление вторичной обмотки
таковы, что обеспечивают полное отклонение шкалы при напряжении 1,2 вольта и аналогичную форму шкалы,
как и раньше.
Таким образом, мы устанавливаем сопротивление g на указанном выше вторичном выводе и замыкающий
выключатель h для него, причем этот выключатель замыкается, чтобы замкнуть сопротивление g во всех
диапазонах, кроме диапазона 1,2 вольт. Когда главный выключатель a установлен в диапазон 1,2 вольт, т.е.,
штырь a, замыкающий выключатель h размыкается, и сопротивление q включается в цепь.
Таким образом, во всех диапазонах напряжений мы получаем одинаковую форму шкалы, и достаточно лишь
обозначить шкалу k (см. Gb, рис. 1) произвольными числами, которые необходимо умножить на константу,
Соседние файлы в папке патенты