Одновременное сравнение мощностей термоэлектрическим измерительным преобразователем мощности.

Разработка термоэлектрических ИПМ одновременного сравнения мощностей при различных частотах входных сигналов, в частности ИПМ одновременного сравнения мощностей переменного и постоянного тока, обладающих высоким быстродействием, представляет интерес для создания точных цифровых ваттметров и калибраторов активной мощности, в которых ИПМ является органом непрерывного сравнения выходных и опорных сигналов. Предложенный в работе одновременного сравнения мощностей, представленных входными сигналами вида:

иллюстрируется функциональной схемой рис. 3-19.

Все источники входных сигналов в данном случае имеют общую точку Л, соединенную с корпусом. Мгновенные значения напряжений на входах усилителей равны сумме мгновенных значений напряжений соответствующих пар источников:

Э. д. с. термопреобразователей при этом в соответствии с выражением (1-55) равны:

откуда

Если обращается в нуль при

Равенство (3-41) устанавливается путем регулирования до получения по показаниям нуль-индикатора . Если

Рис. 3-19

напряжение при этом фиксировано и то значение измеряемое вольтметром У, пропорционально измеряемой мощности При сравнении с мощностью постоянного тока, процесс сравнения легко поддается автоматизации.

На рис. 3-20 представлена схема автоматического преобразователя мощности одновременного сравнения, который отличается от рассмотренного выше тем, что разность поступает на вход усилителя рассогласования являющегося источником напряжения Преобразователь в целом представляет собой замкнутую систему автоматического управления, сигнал на выходе которой в установившемся режиме

откуда

где — относительная погрешность статизма системы; — коэффициент передачи в разомкнутой петле. При фиксированном значении напряжения показания цифрового вольтметра пропорциональны измеряемой мощности:

Отметим, что при выполнении условия отклонения температур термопреобразователей одинаковы, т. е. автоматически реализуются условия метода равных температур [55] и снижаются требования к квадратичности характеристик термопреобразователей. ИПМ замкнутого типа по быстродействию существенно превосходит все рассмотренные выше варианты ИПМ. Объясняется это тем, что при охвате ИПМ отрицательной обратной связью по каналу тока постоянная времени его переходного процесса уменьшается примерно в раз по сравнению с постоянной времени термопреобразователя.

С учетом постоянных времени корректирующих звеньев, вводимых в ИПМ для подавления генерации, лежит в пределах 0,02-0,05 с. В ИПМ одновременного сравнения из результата преобразования, так же как в ИПМ разновременного сравнения,

Рис. 3-20

исключаются погрешности, вызванные временной и температурной нестабильностью коэффициентов преобразования отдельных элементов схемы. Вместе с тем в данном случае вносятся новые погрешности, вызванные статизмом в системе и нестабильностью нуля усилителя рассогласования . В связи с этим точность ИПМ одновременного сравнения несколько ниже, чем у аналогичного ИПМ разновременного сравнения. Экспериментальное исследование ИПМ показывает, что его погрешность в звуковом диапазоне частот не превосходит 0,05% при .