Установка Тангенс-3М

Автоматизированная установка Тангенс-3М предназначена для определения тангенса угла диэлектрических потерь tgδ (далее - тангенса угла потерь) трансформаторного масла по ГОСТ 6581-75 и IEC 60247 на частоте сети 50 Гц.

Установка Тангенс-3М может работать с шестью разными ячейками, параметры которых сохраняются в энергонезависимой памяти и доступны для просмотра из меню. Cохраняет в энергонезависимой памяти до 2000 последних измерений.

Установка рассчитана для эксплуатации в помещениях при рабочих значениях тем-пературы воздуха от плюс 15° С до плюс 35° С, относительной влажности 80 % при температуре плюс 20° С и атмосферном давлении 84,0 – 106,7 кПа (630 – 800 мм.рт. ст.).

Тангенс-3М измеряет

• тангенс угла диэлектрических потерь,
• диэлектрическую проницаемость,
• электрическую емкость,
• напряжение, приложенное к измерительной ячейке,
• температуру пробы трансформаторного масла.

Устройство и принцип работы

Ячейка, эталонный конденсатор (СЭ), ПТН, РПТН образуют мостовую схему измерения. УСН усиливает сигнал неравновесия до уровня, необходимого для эффективной работы ВАЦП. ВАЦП, представляет собой синхронный детектор с опорным колебанием и АЦП, подключенного к выходу УСН. Опорное колебание микроконтроллером устанавливается с 0или 90° сдвигом фазового угла относительно ФСИ. Значения кодов, считываемых микро-контроллером с ВАЦП, пропорциональны соответствующим квадратурным составляющим сигнала неравновесия. Сравниваемые токи преобразовываются в напряжение ПТН и РПТН, сумматорS выделяет сигнал неравновесия, который усиливается УСН и преобразовывается в коды ВАЦП. Микроконтроллер, управляя РПТН (коэффициент преобразования 0 ̧1000), уравновешивает два тока. ФСИ вырабатывает импульсы синхронные с частотой сети питания и измерительным сигналом. Период данных импульсов измеряется при помощи микроконтроллера. Благодаря этому формируемые им опорные колебания для синхронного детектора ВАЦП когерентны с токами, сравниваемыми сумматором. Стабилитроны VD1, VD2,коммутаторы К1 и К2, а также предохранители предназначены для предохранения измерительной цепи от перегрузок по току.

1. Дт – датчик температуры;
2. ПТН – преобразователь ток-напряжение;
3. РПТН – регулируемыйпреобразователь ток-напряжение;
4. ТВН –трансформатор высокого напряжения;
5. ФСИ –формирователь синхроимпульсов;
6. УСН – усилитель сигнала неравновесия;
7. ВАЦП – вектормерный аналого-цифровой преобразователь;
8. СЭ – эталонный конденсатор;
9. МИ – мо-дуль интерфейса;
10. ПК - персональный компьютер.

Основой, на которой базируется процесс измерения, является вариационный метод измерения. Используемая в установке разновидность вариационного метода измерения предусматривает изменение (вариацию) измеряемой величины (отношения токов текущих через образцовый конденсатор СЭ и измерительную ячейку Сх) на известное с необходимой точностью значение. Разность значений измеряемой величины до и после вариации используется в качестве калибровочного сигнала. Вычисления, необходимые для получения результата, осуществляет микроконтроллер. Процесс измерения можно условно разделить на следующие основные этапы:

• измерение рабочего напряжения;
• уравновешивание измерительной цепи;
• измерение значения остаточного сигнала неравновесия и "нулей" прибора (при отключенных с помощью коммутаторов К1 и К2 сравниваемых токах);
• вычисление результата измерения по равновесным значениям коэффициента преобразования РПТН и значению остаточного сигнала неравновесия;
• исключение из результата систематической погрешности.

После уравновешивания с помощью ВАЦП измеряется остаточный сигнал неравновесия. Используя результат этого измерения и коэффициент преобразования РПТН, а также значения емкости и тангенса угла потерь образцовой цепи (Со), микроконтроллер производит вычисление и вывод на четырех строчный ЖКИ дисплей значений:

• емкости Сх объекта;
• тангенса угла потерь объекта измерения;
• диэлектрической проницаемости;
• действующего значения рабочего напряжения.

Управление элементами, участвующими в выполнении указанных выше операций, диалог оператора с установкой, а также передачу измерительной информации в ПК осуществляет микроконтроллер.

В установке предусмотрен последовательный интерфейсный порт (МИ) для связи с ПК (RS232). При использовании установки с ПК можно переписать данные измерений, хранящиеся в энергонезависимой памяти для дальнейшей обработки результатов измерений стандартными программами.

Конструкция установки

Установка состоит из блока измерительного, блока нагревателя с регулятором мощности и вентилятором охлаждения, источника высокого напряжения и измерительной ячейки трехэлектродного типа.

Особенности подключения

В микроконтроллере установки предусмотрено программное обеспечение, позволяющее переписать из установки в стационарный персональный компьютер (ПК) файл, содержащий результаты измерений. При этом ПК подключается к мосту через последовательный интерфейс (RS232C).ПК должен быть IBM – совместимым и иметь следующие характеристики:

• операционная система Windows 95 (98);
• объем оперативной памяти - не менее 16MБ;
• процессор - не ниже Pentium-100;
• дисплей - не ниже SVGA;
• поддержка цветовой палитры 16 бит;
• объем дисковой памяти - не менее 5МБ;
• наличие манипулятора типа "мышь";
• наличие одного свободного последовательного порта (RS232).

Комплект поставки ТАНГЕНС-3М