SU993365A1 - Устройство дл измерени внутреннего сопротивлени электрохимического источника тока - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к электротехнической .промышленности и может . быть использовано в системах контрол  и управлени  состо нием электрохимических источников тока (ХИТ) в процессе эксплуатации, а также дП  измерени  составл ющих и полного внутреннего сопротивлени  ХИТ и т.д.

Известно.устройство дл  определени  внутреннего сопротивлени  ХИТ, которое измер ет внутреннее сопротивление ХИТ путем сравнени  измер емого сопротивлени  с образцовым с применением коммутации зар дного или разр дного тока и поочередньой подключением двух запоминающих конденсаторов к ХИТ, дл  чего напр жени  ХИТ в период прохождени  импульсов тока подают на один конденсатор , а в период отсутстви  тока на другой и по разности напр жений на 31тих конденсаторах определ ют искомое сопротивление ClЭ.

Недостатком данного устройства -чвл етс  невозможность измерени  внутреннего сопротивлени  ХИТ при его работе на рабочую нагрузку, имеюшую переменный характер, так как изменение величины напр жени  ХИТ, вызванное изменением нагрузки, приво

дит к ложным показани м измерительного прибора.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  устройство, Содержащее генератор, . св занный с коммутирующим элементом , измерительную нагрузку на транзисторе , подключенную к ХИТ, измерительный шунт,измерительный блок, три

10 операционных усилител  с конденсаторами на неинвертирующих входах и трансформатор с двум  первичными встречно включенными обмотками, при этом шунт подключен к одному,

15 а измерител на  нагрузка - к другому конденсатору двух операционных усилителей, выходы которых электрически св заны с первичными обмотками трансфогматора и переменными

20 резисторами, соединенными с инвертирующим входом соответствующего усилител  , а вторична  обмотка трансФорматора подключена к конденсатору йгретьего усилител , выход которого

25 через выпр митель соединен с измерительным блоком и через переменили резистор с его инвертирующим входом 2.

Недостатком известного устройст30 ва  вл етс  невысока  точность. больша  длительность неоперативност и сложность процесса измерени  внутреннего сопротивлени  ХИТ. Цель изобретени  - повышение точ ности, оперативности и упрощение измерени  внутреннего сопротивлени  |хит в эксплуатационных режимах с переменной нагрузкой. Поставленна  цель достигаетс  тем что в устройстве дл  измерени  внутреннего сопротивлени  ХИТ, содержащем измерительную нагрузку, управл ющий вход которой электрически св  зан с выходом задающего генератора, а силовые выходы - с выводами ХИТ, измерительный шунт и измерительный блок, также св занн ый с выводами ХИТ дополнительно имеетс  регул тор выходного сигнала задающего генератора , причем вход регул тора подключен к выходу измерительного шунта в цепи хит, при этом регул тор содержит последовательно соединенн1ьае амплитудный детектор на входе, усилитель отклонени  сигнала детектора от его установленного значени  и аналоговый перемножитель на выходе, один вход которого подключен к выходу генератора ,, а выход - к управл ющему входу измерительной нагрузки. Кроме того, усилитель отклонени  выполнен в виде интегратора,а аналоговый перемножитель - в виде усилител  переменного тока с управл емым коэффициентом усилени . На чертеже изображена схема устройству дл  измерени  внутреннего сопротивлени  ХИТ. Контролируемый ХИТ 1 имеет силовы выводы 2 и 3, к которым через измерительный шунт 4 устройства подключена рабоча  нагрузка 5. Устройство содержит также измерительный блок 6, амплитудный детектор 7, усилитель или интегратор 8, аналоговый перемножитель 9, который осуществл ет йеремножение- сигналов усилител  8 и задающего генератора 10 К выходу перемножител  9 подключен управл ющий вход измерительной нагрузки , котора  состоит из транзист ра 11 и резистора 12, включенного в цепь эмиттера. Соединенные последовательно детектор 7, усилитель 8 и пёремножитель.9 составл ют регул  тор 13 амплитуды выходного сигнала генератора 10. Вход детектора 7 под ключен к выводу 3 ХИТ, к которому так же подключен измерительный блок 6. Если генератор 10 выполнен управл емым , то его вход подключен к выходу усилител  8, а выход генератора 10 непосредственно подключен к б зе транзистора 11, что обозначено на чертеже пунктиром. В этом случае перемножитель 9 отсутствует. Измеi рительна  нагрузка св занна с выводами 2 и 3 ХИТ через шунт 4. Устройство работает следующим об разом. К ХИТ 1 подключают рабочую нагрузку 5 через шунт 4 устройства. Нагрузка 5 в общем случае имеет переменньгй характер, который свойственен дл  эксплуатационного режима ХИТ 1. Генератор 10 формирует управл ющие сигналы .O(t) на базу тран зистора 11 через перемножитель 9, ти сигналы имеют посто нную амплитуду и определенную частоту. В результате в цепи измерительной нагрузки и ХИТ 1 возникают колебани  тока Ai. Резистор 12 предназначен дл  задани  амплитуды тока dig . Транзистор 11 работает в линейном режиме усилени  переменной составл ющей тока базы. Режим по посто нному току обеспечиваетс  выходными цеп ми перемножител  9. Под. воздействием тока на выводах 2 и 3 ХИТ возникает переменна  составл юща  напр жени  ди , котора  подаетс  на вход измерительного блока б. Кроме того, возникает переменна  составл юща  тока ./Ji , котора  посредством измерительного шунта 4 подаетс  на вход амплитудного детектора 7. Величины амплитуд uU и ui определ ютс  током Д1о внутренним сопротивлением 2 ХИТ 1 и сопротивлением на; грузки 5, при этом 2 ли/ЛЛ где дУ - амплитуда переменного напр жени  UU ; ДЗ - амплитуда переменного тока i . Амплитудный детектор 7 формирует GигнaлlЦJ. ( пропорциональный амплитуде aJ Ц аЗ- , (2) где KS - коэффициент усилени  детектора 7. Сигнал подаефс  на один вход усилител  8 рассогласовани , на другой вход которого подаетс  эталонное напр жение сравнени  UQ при этом U2 4(Uo-u,; U) (и -U.)di U) в случае интегратора 8, где U2 выходное напр жение усилител  или интегратора 8; К(, - коэффициент усилител  8, т - посто нна  времени интегратора 8, Аналоговый перемножитель 9 осуществл ёт перемножение выходного сигнала . (JCt) генератора 10 и сигнала I/., усилител  или интегратора 8, при это Uj. UrjUlt),

где Uj - выходное напр жение перемножител  9, измен ющеес  по закону- U(i .

Аналоговый перемножитель 9 может быть выполнен по известной схеме усиител  переменного тока с управл еым коэффициентом усилени .

I Напр жение J(t) генератора 10 может 1змен тьс  по гармоническому закону или по симметричному пр моугольному закону с посто нной амплитудой. В соответствии с выражением (5) амплитуда сигнала пропорциональна величине. (Jg на выходе усилител  или интегратора 8. Под действием переменного напр ени  Oj в цепи резистора 12 протекает переменный ток aip , который задает колебани  напр жени  йО на выводах ХИТ 1.

В соответствии с изложенным выше следует, что регул тор 13 совместно с измерительной нагрузкой и шунтом 4 образуют замкнутую систему автоматической стабилизации напр жени  Щ . Эта система  вл етс  статической, если используетс  усили:гель 8, или астатической , если используетс  интегратор 8. Установивша с  ошибка регуировани  дл  статической система), как известно, зависит от коэффициента усилени  соответствующей разомкнутой системы и может быть установлена достаточно малой путем выбора величины этого коэффициента. В астатической системе установивша с  св иг ка регулировани  отсутствует.

Вследствие стабилизации напр жени  Ui стабилизируетс  и амплитуда Д 3. тока ui в различных рабочих режимах ХИТ 1, обусловленных изменением рабочей нагрузки 5, что следует из уравнени (2).

При изменении величины нагрузки 5 регул тор 13 измен ет амплитуду напр жени  .Uj всегда таким образом, чтобы напр жение О оставалось стабиль ным и равным напр жению UQ

Из уравнени  (1) следует, что при посто нной величине лЗ измер емое сопротивление 2 с точностью до коэффициента Л/лЗ пропорционально амплитуде ли переменного напр жени  ли как в случае гармонического, так и в случае пр моугольного сигнала тока измерительной нагрузки. Поэтому переменное напр жение ди подаетс  на закрытый вход измерительного блока 6, который выдел ет амплитуду uU , например , путем детектировани , чю- которой производитс  определение сопротивлени  Z . Блок 6 может иметь стрелочный или цифровой индикатор величины Z .

Путем изменени  частоты генератора 10 можно измер ть составл ющие

полного сопротивлени  ХИТ, а также его частотную характеристику. Если генератор 10 выполнен управл емым по амплитуде то на его вход непосредственно подаетс  сигнал с выхода 5 усилител  или интегратора 8, а его непосредственно св зан с баГЗоЙ .транзистора 11 без использовани  перемножител  9.

10 Использование предлагаемого устройства измерени  внутреннего сопро:тивлени  ХИТ позвол ет более точно; .оперативно и просто контролировать работоспособность и данные о состо 15 НИИ ХИТ при эксплуатации в рабочих режимах с переменной нагрузкой. Это повышает надежность и длительность функционировани  ХИТ, а также объектов , в состав которых вход тХИТ,

2Q за счет использовани  данных о сопротивлении Z, которые примен ютс  при управлении источника регулирующей аппаратурой.

25

Claims (2)

1.Устройство дл измерени  внутреннего сопротивлени  электрохимического источника тока, содержащее

генератор, управл емую измерительную нагрузку, измерительный шунт и измерительный блок, св занный с выIводами источника тока, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности, оперативности и упрощени  измерени  в эксплуатационных режимах с переменной нагрузкой, о.но дополнительно имеет регул тор выходного сигнала генератора, при

этом вход регул тора подключен к выходу шунта в цепи источника тока, а сам регул тор содержит последовательно соединенные амплитудный детектор на входе, усилитель отклонени 

сигнала детектора от его установленного значени  и аналоговый перемножитель на выходе, один вход которого подключен к выходу генератора, а выход - к управл ющему входу измерительной Нагрузки.

2.Устройство по п.1, о т л ич а ю щ ё е-с   тем, что усилитель отклонени  выполнен в виде интегратора , а аналоговый перемножитель в виде усилител  переменного тока

с управл егФам коэффициентом усилени .

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 199942, кл. Н 01 М 10/48, 1965.

2.Авторское свидетельство СССР 600641, кл. Н 01 М 10/48, 1978.