Измерительный преобразователь тока

 

Изобретение может быть использовано для бесконтактного измерения постоянного и переменного тока в цепях. Цель изобретения - повышение точности преобразования. Устройство содержит магнитный модулятор 1 с сердечником 2 с обмотками 3-6 - входной (компенсационной), возбуждения и выходной , пороговьш элемент 7 и интегратор 8. В преобразователь введены блок 9 выборки-хранения, усилитель 10 пастоянного тока, фильтр 11 нижних частот, генератор 14 возбуждения, блок 15 формирования управляющего сигнала и образованы новые функциональные связи. Это повьппает точность преобразования за счет уменьшения,, влияния ухода частоты генератора 14 возбуждения. 2 ил. i (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 G 01 R 19 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTÎPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ухо

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4023720/24-21 (22) 07,02.86 (46) 15.01.88. Бюл. Р 2. (72) А.В.Есаулов (53) 621.317.311 (088.8) (56) Андреев Ю.А,, Абрамзон Г.В.

Преобразователи тока для измерений без разрыва цепи. Л.; Энергия, 1980, с. 98.

Schernus С.P. Trenkler С. Digital method for DC-current measurement with floating input. — Conference Precision electromagnetic

measurements, 1972, р. 34-36.

„„80„„1366952 А1 (54) ИЗЬПРИТЕЛЬНЫИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

ТОКА (57) Изобретение может быть использовано для бесконтактного измерения постоянного и переменного тока в цепях. Цель изобретения — повышение точности преобразования. Устройство содержит магнитный модулятор 1 с сердечником 2 с обмотками 3- б — входной (компенсационной)-, возбуждения и выходной, пороговый элемент 7 и интегратор 8. В преобразователь введены блок 9 выборки-хранения, усилитель

10 пастоянного тока, фильтр 11 нижних частот, генератор 14 возбуждения, блок 15 формирования управляющего ф сигнала и образованы новые функциональные связи. Это повышает точность преобразования за счет уменьшения., влияния ухода частоты генератора 14 C возбуждения. 2 ил.

1 13

Изобретение относится к измериI тельной технике и может быть использовано для бесконтактного измерения постоянного и переменного токов в цепях радио- и электроустановок.

Целью изобретения является повышение точности преобразования путем уменьшения влияния ухода частоты генератора возбуждения.

На фиг. 1 приведена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг, 2 — временные диаграммы выходных напряжений блоков устройства.

Устройство содержит магнитный модулятор 1, включающий ферромагнитный сердечник 2 с входной 3, компенсационной 4, возбуждения 5 и выходной

6 обмотками, пороговый элемент 7,интегратор 8, блок 9 выборки-хранения, усилитель 10 постоянного тока, фильтр

11 нижних частот, первый 12 и второй

13 ограничительные резисторы, генера- тор 14 возбуждения, блок 15 формирования управляющего сигнала, содержащий, например, блок 16 вьщеления фронта, пороговый элемент 17.

Входная обмотка 3 магнитного модулятора соединена с входом преобразователя тока. Выходная обмотка 6 магнитного модулятора подключена к входу порогового элемента 7, его выход подключен к входу интегратора 8. Выход интегратора 8 соединен с входом блока 9 выборки-хранения, к выходу которого подключен вход усилителя

10 постоянного тока. Выход усилителя

10 соединен с входом фильтра 11 нижних частот, к выходу которого через ограничительный резистор 12 подключена компенсационная обмотка 4. Первый выход генератора 14 через первый ограничительный резистор 13 соеди нен с обмоткой 5 возбуждения, к второму выходу генератора 14 подключен вход порогового элемента 17, с выходом которого соединен вход блока

16 выделения переднего фронта импульса. Вход стробирования блока 9 выборки-хранения соединен с выходом блока 16 вьщеления фронта импульса.

Устройство работает следующим образом..

При отсутствии входного сигнала, т.е. тока во входной обмотке 3 (диаграмма а на фиг. 2) магнитного модулятора 1, скважность импульсов, снимаемых с выходной обмотки 6, равна двум (диаграмма б на фиг. 2) °

66952 2

Скважность выходного напряжения порогового элемента 7 также равна .двум (диаграмма в на фиг. 2). Выходное напряжение интегратора 8 имеет треугольную форму и не содержит постоянной составляющей. Выходное напряжение на втором выходе генератора сдвинуто на 90 относительно напряо жения возбуждения, которое снимается с первого выхода генератора 14 возбуждения (диаграмма д на фиг. 2).

С выхода второго порогового элемента 7 снимается последовательность прямоугольных импульсов (диаграмма е на фиг. 2), скважность которых определяется порогами срабатывания и отпускания порогового элемента 7.

Блок 16 вьщеляет передний фронт выходных импульсов блока 15 (диаграмма ж на фиг. 2), который поступает на вход стробирования блока 9 вы- борки-хранения. Так как входной сигнал преобразователя и постоянная составляющая в выходном напряжении интегратора 8 отсутствуют то на выУ ходе блока 9 выборки-хранения в момент стробирования появляются импульсы помехи, сдвига выходного напряжения нет, При появлении входного сигнала в цепи входной обмотки 3 магнитного модулятора 1 протекает ток и нарушается симметрия выходных разнополярных импульсов .выходной обмотки 6 (диаграмма б — штриховая линия на

I фиг. 2). При этом изменяется скважность импульсов на выходе порогового элемента 7 (диаграмма в на фиг. 2).

Изменение скважности выходного напряжения порогового элемента 7 приводит к появлению постоянной составляющей в выходном напряжении интегратора 8. На диаграмме 2 (фиг.2). показано изменение выходного напряжения интегратора 8 в случае разомкнутой цепи обратной связи (разорвана цепь обмотки 4 компенсации). Благодаря наличию усилителя постоянного тока уровень постоянной составляющей в выходном напряжении интегратора незначителен и определяется величиной коэффициента усиления усилителя

1D постоянного тока. Благодаря .тому, что стробирование блока 9 выборкихранения производится в моменты перехода через "нуль" треугольного напряжения (диаграмма ж на фиг. 2), то выходное напряжение блока 9 выбор3 136695 ки-хранения (диаграмма з на фиг. 2) пропорционально огибающей треугольного напряжения. После фильтрации с выхода фильтра 11 нижних частот это напряжение поступает в цепь обмотки 4 компенсации магнитного модулятора 1.: Так как- все устройство охвачено глубокой отрицательной обратной связью, то результирующий магнит- 1О ный поток в сердечнике магнитного модулятора 1 определяется в установившемся режиме суммой потока возбуждения и разностным потоком за счет протекания измеряемого тока во входной обмотке и тока компенсации.

Величина разностного потока определяется глубиной обратной связи и (в основном) коэффициентом. усиления усилителя 10 постоянного тока. При коэффициенте усиления К » 1 величина разностного магнитного йотока составляет доли процента от потока возбуждения.

Величина разностного магнитного потока определяет величину изменения скважности выходного напряжения магнитного модулятора 1 и является ошибкой статизма для контура регулирования, в который входят магнитный модулятор 1 как элемент сравнения, блоки

7, 8, 9, 10 и 11 как звенья цепи прямой передачи, резистор 12 как звено цепи отрицательной обратной связи.

Изменение частоты возбуждения мало изменяет коэффициент преобразования предлагаемого устройства, который при большой величине коэффициента усиления К определяется стабильностью параметров резистора 12 и дрейфом коэф40

2 4 фициента преобразования магнитного модулятора 1.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Измерительный преобразователь то- ка, содержащий генератор возбуждения, пороговый элемент и магнитный модулятор, имеющий ферромагнитный сердечник, измерительную обмотку и обмотку возбуждения, подключенную через ограничительный резистор к выходу генератора возбуждения, и выходную обмотку, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности преобразования, генератор возбуждения выполнен двухфазным, с фазовым сдвигом между выходными напряжениями, равным девяносто градусов, и дополнительно введены компенсационная обмотка, нанесенная на сердечник магнитного модулятора, блок формирования управляющего сигнала, второй ограничительный резистор, последовательно соединенные интегратор, блок выборки-хранения, уси" литель постоянного тока, фильтр нижних частот, выходная обмотка модулятора соединена с входом порогового элемента, а к его выходу подключен вход интегратора, второй выход генератора соединен с входом блока формирования управляющего сигнала, выход которого подсоединен к входу уп- равления блока выборки-хранения,выход фильтра нижних частот подключен к выходу устройства, а через второй ограничительный резистор к первому выводу компенсационной обмотки, второй вывод которой соединен с общей шиной преобразователя.

1366952 е б

Составитель А.Цыпляков

Редактор А.Маковская Техред Л.Олейник Корректор И.Муска

Заказ 6835/45 . Тираж 772 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул, Проектная, 4