eng
Выпуск #4/2007
М.Гуревич, А.Черемохин.
Калибратор тока 1032. Поверка бесконтактных измерителейМ.
Калибратор тока 1032. Поверка бесконтактных измерителейМ.
Просмотры: 2456
Бесконтактные измерители тока все чаще применяют при контроле работы силовых электрических установок, энергетических агрегатов и технологического оборудования. Ведущие приборостроительные фирмы выпускают разновидности подобных устройств, например токоизмерительные клещи. Их поверка сопряжена со многими трудностями, преодолеть которые помогает высокостабильный источник постоянного и переменного тока 10302.
Входной частью бесконтактных измерителей тока [1–4] служит разъемный магнитопровод. Он используется для охвата токоведущей шины и измерения силы протекающего в ней переменного или постоянного тока. В магнитопровод встроен датчик Холла, который реагирует на напряженность магнитного поля. Его выходное напряжение пропорционально силе протекающего через шину тока. Если прибор предназначен только для измерения переменного тока, магнитопровод пронизывает встроенную в прибор обмотку измерительной катушки. Переменное напряжение на обмотке пропорционально силе протекающего через токоведущую шину переменного тока. В обоих случаях выходной сигнал поступает на индикатор, градуированный в величинах силы тока.
Токоизмерительные клещи весьма удобны в эксплуатации, но их поверка связана с необходимостью генерирования и точного измерения больших токов. Успешно проводится поверка приборов, основанных на включении в разрыв токонесущей шины шунтов известного сопротивления. Для этого применяют стандартные калибраторы В1-28, Н4-7 и др. Они содержат не только источник тока с малым уровнем искажений, но и встроенную измерительную схему. Это позволяет задавать величину выходного тока, не прибегая к внешним амперметрам-эталонам, и автоматизировать измерения. Однако выходные токи калибраторов, как правило, не превышают нескольких ампер, в то время как токоизмерительными клещами измеряют много большие токи (до 1–2 кА). При их поверке приходится использовать целый набор приборов: высокостабильный, плавно регулируемый источник постоянного и переменного тока большого уровня; безреактивный токовый шунт с гарантированно малой погрешностью сопротивления; цифровой вольтметр требуемой точности. Обилие устройств снижает мобильность и достоверность измерений. К тому же создание источника, задающего ток большого уровня в измерительную шину, – сложная самостоятельная задача. Такой источник может оказаться весьма громоздким, с большим энергопотреблением.
Существенно облегчить поверку и калибровку токоизмерительных клещей призван новый прибор "Калибратор тока 10302" (рис.1). Прибор зарегистрирован в Государственном реестре средств измерений под №30118 и имеет сертификат №21912 RU.C.34.001.A об утверждении типа.
"Калибратор тока 10302" выпускается в двух модификациях (см. таблицу). Модель 10302/1 обеспечивает поверку и калибровку измерителей переменного и постоянного тока, а 10302/2 работает только с измерителями переменного тока (50Гц).
Ток в шинах измерения калибратора формируется с помощью высокостабильных управляемых источников. Рабочие участки шин выведены на лицевую панель – при поверке их охватывают калибруемые клещи.
Чтобы снизить затраты мощности на создание большого (до 1000А) тока в приборе, применен метод умножения опорного тока сравнительно небольшой величины (до 4 А) в многожильной шине. Шина выполнена в виде одной из сторон эллипсоидной многовитковой катушки, в которую вводится опорный ток.
Калибратор содержит (рис.2) следующие функциональные блоки:
трансформаторный блок питания; источник высокостабильного управляемого по уровню опорного постоянного тока (только для 10302/1);
источник высокостабильного управляемого по уровню опорного переменного тока частоты 50 Гц;
два блока ЦАП, управляющие уровнем опорного тока по показаниям индикатора №1 (ЦАП1) и его процентным изменением согласно показаниям индикатора №2 (ЦАП2);
блок коммутации опорного тока на одну из шин; коммутатор вида тока (только для 10302/1);
две рабочие шины, которые умножают опорный ток, соответственно, в 90 и 250 раз* ;
панель управления с двумя светодиодными цифровыми индикаторами;
блок защиты, понижающий рабочий ток при нагревании шин.
Блок питания построен по традиционной схеме – он со-держит сетевой трансформатор, выпрямители и линейные стабилизаторы напряжений. Высокостабильный источник постоянного тока сделан на основе прецизионных источников опорного напряжения и операционных усилителей (ОУ).
В его выходном каскаде ОУ повышенной мощности работает в режиме преобразования напряжения в ток.
В задающем каскаде блока источника переменного тока используется RC-генератор переменного напряжения, построенный по схеме Вина на ОУ с положительными и отрицательными обратными связями. Цепь стабилизации уровня содержит прецизионный детектор выходного уровня генератора и дифференциальный усилитель, на вход которого поступают сигнал с детектора и постоянное напряжение с ЦАП регулировки уровня.
Цифро-аналоговые преобразователи в блоках ЦАП1 и ЦАП2 питаются от источника высокостабильного постоянного напряжения и отличаются разрядностью – 12 и 8 разрядов, соответственно. Коммутатор тока построен на основе электромагнитного реле. Блок защиты от перегрева содержит таймер, который запускается с вводом тока в измерительную шину. Через 30 с специальная схема измерения снимает значение рабочего тока. Управление прибором производится с помощью микроЭВМ и передней панели с двумя светодиодными цифровыми индикаторами и кнопками. Данные от кнопок через процессорную шину поступают на драйверы индикаторов, а также на ЦАП управления уровнем опорного тока, блоки ЦАП1 и ЦАП2, коммутатор тока. Таким образом, пользователь может выбирать режим работы, вводить данные. С помощью кнопок, расположенных под индикатором №1, устанавливается значение тока, для которого определяется погрешность поверяемых клещей. Кнопки под индикатором №2 позволяют изменять величину тока в измерительной шине. Добиваясь точного совпадения показаний индикатора поверяемых клещей с показаниями индикатора №1 токоведущей шины калибратора 10302, пользователь получает итоговое значение погрешности (в %) поверяемого устройства при заданном токе.
Литература
1. Дедюхин А. Цифровые мультиметры и электроизмерительные клещи фирмы АРРА. — Компоненты и технологии, 2001, № 3–7.
2. Гордеев И. Кламперы как инструмент разнообразных измерений без разрыва цепи. Сравнительные характеристики. — Контрольно-измерительные приборы и системы, 1997, №2, с.16–21.
3. Авербух В. Токовые клещи и переносные мультиметры. – Компоненты и технологии, 2001, №3, с.158–160.
4. Бердичевский М.Г. Цифровые токовые клещи ЦА 3000. – Контрольно-измерительные приборы и системы, 1997, №2, с.21–22.
Токоизмерительные клещи весьма удобны в эксплуатации, но их поверка связана с необходимостью генерирования и точного измерения больших токов. Успешно проводится поверка приборов, основанных на включении в разрыв токонесущей шины шунтов известного сопротивления. Для этого применяют стандартные калибраторы В1-28, Н4-7 и др. Они содержат не только источник тока с малым уровнем искажений, но и встроенную измерительную схему. Это позволяет задавать величину выходного тока, не прибегая к внешним амперметрам-эталонам, и автоматизировать измерения. Однако выходные токи калибраторов, как правило, не превышают нескольких ампер, в то время как токоизмерительными клещами измеряют много большие токи (до 1–2 кА). При их поверке приходится использовать целый набор приборов: высокостабильный, плавно регулируемый источник постоянного и переменного тока большого уровня; безреактивный токовый шунт с гарантированно малой погрешностью сопротивления; цифровой вольтметр требуемой точности. Обилие устройств снижает мобильность и достоверность измерений. К тому же создание источника, задающего ток большого уровня в измерительную шину, – сложная самостоятельная задача. Такой источник может оказаться весьма громоздким, с большим энергопотреблением.
Существенно облегчить поверку и калибровку токоизмерительных клещей призван новый прибор "Калибратор тока 10302" (рис.1). Прибор зарегистрирован в Государственном реестре средств измерений под №30118 и имеет сертификат №21912 RU.C.34.001.A об утверждении типа.
"Калибратор тока 10302" выпускается в двух модификациях (см. таблицу). Модель 10302/1 обеспечивает поверку и калибровку измерителей переменного и постоянного тока, а 10302/2 работает только с измерителями переменного тока (50Гц).
Ток в шинах измерения калибратора формируется с помощью высокостабильных управляемых источников. Рабочие участки шин выведены на лицевую панель – при поверке их охватывают калибруемые клещи.
Чтобы снизить затраты мощности на создание большого (до 1000А) тока в приборе, применен метод умножения опорного тока сравнительно небольшой величины (до 4 А) в многожильной шине. Шина выполнена в виде одной из сторон эллипсоидной многовитковой катушки, в которую вводится опорный ток.
Калибратор содержит (рис.2) следующие функциональные блоки:
трансформаторный блок питания; источник высокостабильного управляемого по уровню опорного постоянного тока (только для 10302/1);
источник высокостабильного управляемого по уровню опорного переменного тока частоты 50 Гц;
два блока ЦАП, управляющие уровнем опорного тока по показаниям индикатора №1 (ЦАП1) и его процентным изменением согласно показаниям индикатора №2 (ЦАП2);
блок коммутации опорного тока на одну из шин; коммутатор вида тока (только для 10302/1);
две рабочие шины, которые умножают опорный ток, соответственно, в 90 и 250 раз* ;
панель управления с двумя светодиодными цифровыми индикаторами;
блок защиты, понижающий рабочий ток при нагревании шин.
Блок питания построен по традиционной схеме – он со-держит сетевой трансформатор, выпрямители и линейные стабилизаторы напряжений. Высокостабильный источник постоянного тока сделан на основе прецизионных источников опорного напряжения и операционных усилителей (ОУ).
В его выходном каскаде ОУ повышенной мощности работает в режиме преобразования напряжения в ток.
В задающем каскаде блока источника переменного тока используется RC-генератор переменного напряжения, построенный по схеме Вина на ОУ с положительными и отрицательными обратными связями. Цепь стабилизации уровня содержит прецизионный детектор выходного уровня генератора и дифференциальный усилитель, на вход которого поступают сигнал с детектора и постоянное напряжение с ЦАП регулировки уровня.
Цифро-аналоговые преобразователи в блоках ЦАП1 и ЦАП2 питаются от источника высокостабильного постоянного напряжения и отличаются разрядностью – 12 и 8 разрядов, соответственно. Коммутатор тока построен на основе электромагнитного реле. Блок защиты от перегрева содержит таймер, который запускается с вводом тока в измерительную шину. Через 30 с специальная схема измерения снимает значение рабочего тока. Управление прибором производится с помощью микроЭВМ и передней панели с двумя светодиодными цифровыми индикаторами и кнопками. Данные от кнопок через процессорную шину поступают на драйверы индикаторов, а также на ЦАП управления уровнем опорного тока, блоки ЦАП1 и ЦАП2, коммутатор тока. Таким образом, пользователь может выбирать режим работы, вводить данные. С помощью кнопок, расположенных под индикатором №1, устанавливается значение тока, для которого определяется погрешность поверяемых клещей. Кнопки под индикатором №2 позволяют изменять величину тока в измерительной шине. Добиваясь точного совпадения показаний индикатора поверяемых клещей с показаниями индикатора №1 токоведущей шины калибратора 10302, пользователь получает итоговое значение погрешности (в %) поверяемого устройства при заданном токе.
Литература
1. Дедюхин А. Цифровые мультиметры и электроизмерительные клещи фирмы АРРА. — Компоненты и технологии, 2001, № 3–7.
2. Гордеев И. Кламперы как инструмент разнообразных измерений без разрыва цепи. Сравнительные характеристики. — Контрольно-измерительные приборы и системы, 1997, №2, с.16–21.
3. Авербух В. Токовые клещи и переносные мультиметры. – Компоненты и технологии, 2001, №3, с.158–160.
4. Бердичевский М.Г. Цифровые токовые клещи ЦА 3000. – Контрольно-измерительные приборы и системы, 1997, №2, с.21–22.
Отзывы читателей
