УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОВЕРКИ ШУНТОВ

Полезная модель относится к электроизмерительной технике, и предназначена для поверки шунтов в широком диапазоне токов.
Известно устройство для поверки шунтов постоянного тока, содержащее эталонную меру сопротивления, выполненную в виде трех параллельно соединенных резисторов с ненормированной погрешностью с возможностью их отключения из измерительной цепи и изменения коэффициента преобразования эталонной меры сопротивления. Компаратор напряжений выполнен в виде двух преобразователей постоянного напряжения в пропорциональное ему переменное напряжение и электромагнитного компаратора тока, при этом каждый из преобразователей содержит модулятор, усилитель переменного напряжения, индуктивный делитель напряжения и демодулятор. Напряжение с выхода модулятора усиливается усилителем, а напряжение с выхода усилителя через индуктивный делитель напряжения подается на демодулятор, с выхода которого сигнал обратной связи подается на вход модулятора. Вход первого преобразователя присоединен к потенциальным зажимам эталонной меры сопротивления, а вход второго преобразователя присоединен к потенциальным зажимам поверяемого шунта постоянного тока. Компаратор тока выполнен с регулируемым коэффициентом преобразования, первое плечо которого выполнено однодекадным и присоединено через переменный резистор к выходу первого преобразователя. Второе плечо выполнено многодекадным и через резистор присоединено к выходу второго преобразователя. Квадратурная обмотка через конденсатор присоединена к выходу второго преобразователя, а индикаторная обмотка присоединена к нулевому индикатору [патент РФ №2314550, МПК (2006.01) G01R 35/00, опубликован 10.01.2008].
Недостаток данного устройства заключается в сложности изготовления эталонных мер сопротивления на большие токи, структурная сложность установки, а также возможность поверки шунтов только постоянного тока.
Задачей полезной модели является создание устройства для поверки шунтов с возможностью поверять шунты как переменного, так и постоянного тока.
Поставленная задача решена за счет того, что устройство для поверки шунтов выполнено с возможностью подключения поверяемого шунта к калибратору тока, соединенному с компьютером, и через коммутатор к цифровому амперметру, который
соединен с компьютером. Цифро-аналоговый преобразователь тока подключен к компьютеру и через коммутатор к цифровому амперметру. Поверяемый шунт через коммутатор соединен с цифровым вольтметром, который связан с компьютером. Цифро-аналоговый преобразователь напряжения подключен к компьютеру и через коммутатор к цифровому вольтметру.
За счет предложенной конструкции устройства для поверки шунтов можно поверять шунты как постоянного, так и переменного тока, путем переключения режимов на цифровых вольтметре и амперметре.
На Фиг.1 представлена структурная схема поверочной установки.
Устройство содержит калибратор тока 1, соединенный через интерфейс 2 с компьютером 3. Калибратор тока 1 соединен с заземленным поверяемым шунтом 4, токовые выводы которого через коммутатор 5 последовательно соединены с входом цифрового амперметра 6 (ЦА). Выход цифрового амперметра 6 (ЦА) посредством интерфейса 2 соединен с компьютером 3. С компьютером 3 также посредством интерфейса 2 соединен цифро-аналоговый преобразователь тока 7 (ЦАП1), выход которого через коммутатор 5 подключен к цифровому амперметру 6 (ЦА). Потенциальные выводы шунта 4 через коммутатор 5 соединены с входом цифрового вольтметра 8 (ЦВ), который с помощью интерфейса 2 соединен с компьютером 3. Цифро-аналоговый преобразователь напряжения 9 (ЦАП2) через интерфейс 2 подключен к компьютеру 3. Выход цифро-аналогового преобразователя напряжения 9 (ЦАП2) соединен через коммутатор 5 к входу цифрового вольтметра 8 (ЦВ).
В качестве калибратора тока 1 может быть выбран, например. Fluke 5520A, в качестве цифрового амперметра 6 (ЦА) и цифрового вольтметра 8 (ЦВ) могут быть выбраны любые цифровые вольтметры и амперметры, в качестве цифро-аналоговых преобразователей тока и напряжения 7, 9 (ЦАП1, ЦАП2) могут быть использованы цифро-аналоговые преобразователи на основе R-2R матрицы.
ш
Устройство работает в два такта следующим образом. На первом такте с калибратора тока 1 сигнал подается на поверяемый шунт 2, который характеризуется коэффициентом передачи, равным R, при этом коммутатор 5 замкнут на цифровой амперметр 6 (ЦА) и цифровой вольтметр 8 (ЦВ). Ток после первого такта измеряется с помощью цифрового амперметра 6 (ЦА). Результат измерения на цифровом амперметре 6 (ЦА) равен:
1
0
ЦА
I=I(1+δ),
1
где I - показание цифрового амперметра после первого такта;
0
I - ток калибратора тока;
ЦА
δ - погрешность цифрового амперметра,
затем код этого сигнала подают на компьютер 3, где сигнал запоминают и подают на цифро-аналоговый преобразователь тока 7 (ЦАП1). На втором такте коммутатор 5 переключают в другое положение. С цифро-аналогового преобразователя тока 7 (ЦАП1) сигнал подают на цифровой амперметр 6 (ЦА), на выходе которого получают значение:
2
0
ЦА
1
2
I=I(1+δ)(1+δ),
2
где I - показание цифрового амперметра после второго такта;
1
δ - погрешность цифро-аналогового преобразователя тока, код данного сигнала через интерфейс поступает на компьютер 3, где его снова запоминают. Затем компьютер 3 выполняет следующую вычислительную операцию, в результате которой получают скорректированный результат по току:
Напряжение на поверяемом шунте 4 измеряют с помощью цифрового вольтметра 8 (ЦВ). Результат измерения на цифровом вольтметре 8 (ЦВ) после первого такта равен:
1
0
Ш
ЦВ
U=IR(1+δ),
1
где U - показание цифрового вольтметра после первого такта;
ЦВ
δ - погрешность цифрового вольтметра,
затем код этого сигнала с помощью интерфейса 2 передают на компьютер 3, который выполняет процедуру запоминания данного сигнала, и затем подают на вход цифро-аналогового преобразователя напряжения 9 (ЦАП2). На втором такте с цифро-аналогового преобразователя напряжения 9 (ЦАП2) сигнал снова подают на цифровой вольтметр 8 (ЦВ), на выходе которого получают:
2
0
Ш
ЦВ
2
2
U=IR(1+δ)(1+δ),
2
где U - показание цифрового вольтметра после второго такта;
2
δ - погрешность цифро-аналогового преобразователя напряжения. код данного сигнала снова поступает на компьютер 3, где запоминают данный сигнал и выполняют следующую вычислительную операцию, в результате которой получают скорректированный результат значения напряжения:
Ш
k
k
Сопротивление поверяемого шунта 4 R, определяют используя скорректированные значения тока и напряжения I и U:
1
2
Ш
Из формулы (1) видно, что при условии δ≈δ, которое сравнительно легко достигается путем специального подбора номиналов элементов цифро-аналоговых преобразователей тока и напряжения 7, 9 (ЦАП1, ЦАП2), погрешность значения сопротивления поверяемого шунта 4 R практически полностью компенсируется.