Преобразователь плотности электрического тока в электролите

 

Изобретение может быть использовано в измерительной технике и автоматике и позволяет повысить точность преобразования и упростить устройство . Преобразователь содержит истонник 1 сигнала возбуждения, компаратор 2, измеритель 3 тока, преобразователь 4 напряжение - ток, фильтр 5 низких частот, преобразователь 6 ток - напряжение. В схему преобразователя введены конденсаторы 7, 12 и 13, диоды 8 и 9, резисторы 10, 11, Это позволило искотючить из схемы фазочувствительный выпрямитель и узлы, необходимые для управления ИМ5 что, в свою очередь, позвол1-шо использовать весь спектр выходного сигнала датчика, облегчить настройку преобразователя и уменьшить зависимрсть результатов от параметров магнитного компаратора и режима его работы,2 ил. U 1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК ц11 4 С О! R 19/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

5 Eq (j j

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4153018/24-21 (22) 28.11.86 (46) 30.08.88. Бюл. № 32 (71) Уфимский авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (72) В.Г. Гусев, О.В. Луговой, Е.Л. Леонидов и К.М. Валитов (53) 621.317 ° 7(088.8) (56) Иванов В.Т., Гусев В.Г., Фокин А.Н. Оптимизация электрических полей, контроль и автоматизация гальванопокрытий. M.: Машиностроение, 1986, с. 216. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЪ ПЛОТНОСТИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА В ЭЛЕКТРОЛИТЕ (57) Изобретение может быть использовано в измерительной технике и авто. матике и позволяет повысить точность (19) (!11

9 А1

1 преобразования и упростить устройство. Преобразователь содержит источник 1 сигнала возбуждения, компаратор 2, измеритель 3 тока, преобразователь 4 напряжение — ток, фильтр 5 низких частот, преобразователь 6 ток — напряжение. В схему преобразователя введены конденсаторы 7, .2 и

13, диоды 8 и 9, резисторы 10, 11.

Это позволило исключить из схемы фазочувствительный выпрямитель и узлы. необходимые для управления им, что, в свою очередь, позволило исгользовать весь спектр выходного сигнала датчика, облегчить настройку преобразователя и уменьшить зависимость результатов от параметров магнитного компаратора и режима его работы.2 ял.

1420539

Изобретение может быть использовано в измерительной технике и автоматике для контроля и управления плотностью тока в гальванической ванне.

Цель изобретения — повышение точности преобразования и упрощения устройства путем уменьшения влияния электропроводной среды, окружающей магнитный компаратор, на аддитивную погрешность, а также вследствие упрощения управления путем исключения фазочувствительного выпрямителя.

На фиг. 1 представлена схема преобразователя плотности тока; -на фиг. 2 — диаграмма токов и напряжений.

Преобразователь содержит источник

1 сигнала возбуждения, выход которого 20 подключен к первому входу дифференциального магнитного компаратора 2, второй вход которого через измеритель

3 тока подключен к выходу преобразователя 4 напряжение — ток, вход кото- 25 рого соединен с выходом фильтра 5 нижних частот, выходы дифференциального магнитного компаратора подклю чены к соответствующим входам преобразователя 6 ток — напряжение, выход которого через первый дополнительный конденсатор 7 подключен соответственно к катоду первого дополнительного диода 8, аноду второго дополнительного диода 9 и первому выводу дополнительного постоянного резистора 10, второи вывод которого подключен к общей шине, анод первого дополнительного диода 8 соединен с первым выводом дополнительного переменного резистора

11 и через второй дополнительный кон40 денсатор 12 с общей шиной„катод второго дополнительного диода 9 соединен с вторым выводом дополнительного пе-, ременного резистора 11 и через третий дополнительный конденсатор 13 с общей шиной, третий (подвижный) вывод дополнительного переменного резистора

11 подключен к входу фильтра " низкой частоты, причем дифференциальный магнитный компаратор выполнен на двух . 50 тороидальных магнитопроводах, на каждом из которых намотаны обмотки 14 и 15 возбуждения, включенные параллельно, первые выводы которых объединены и подключены к первому входу магнитного компаратора 2, а вторые их выводы подключены соответственно к выходам магнитного компаратора.

Кроме того, на этих же магнитопроводах встречно по отношению к обмоткам возбуждения намотаны обмотки 16 и 17 обратной связи, включенные последовательно и встречно, первый вывод первой 16 обмотки обратной связи подключен к второму входу магнитного компаратора 2, второй вывод второй

17 обмотки обратной связи соединен с общей шиной.

Устройство работает следующим образом.

При отсутствии электрического тока, протекающего через внутреннее окно магнитного компаратора 2, помещенного в электролит, токи обмоток 14 и

15 возбуждения равны. Поэтому на выходе преобразователя 6 ток — напряжение имеется нулевое напряжение, ток измерителя 3 тока равен нулю (при идентичности половин магнитного компаратора) .

При появлении измеряемого тока, протекающего через внутреннее окно тороидального компаратора, который создает магнитный поток подмагничивания, в одном магнитопроводе в один полупериод магнитные потоки возбуждения и подмагничивания суммируются. В другом магнитопроводе они вычитаются.

В следующий полупериод воздействия тока возбуждения магнитопроводы, в которых происходит суммирование и вычитание магнитных потоков, меняются местами.

Из-за нелинейности кривой намагничивания ферромагнитных магнитопроводов в составе тока обмоток (4 и 15 возбуждения появляются постоянные с составляющие, имеющие разный знак, а сами токи имеют вид, показанный на фиг. 2а,6. При вычитании этих токов в преобразователе 6 ток — напряжение на его выходе появится напряжение, пропорциональное разности токов возбуждения Ъ и I 2

Ъ, Ъ где К д — коэффициент преобразования, преобразователя 6 ток — напряжение.

Это напряжение показано на фиг.2

В его составе есть постоянная составляющая К - и несинусоидальное переменное напряжение. Амплитуды этого напряжения равны Бь и Uq Разность и g и 2 °

U и U определяется значением ! 2

0539

Кп ь, b менного резистора и через третий .конденсатор с общей шиной, подвижный .вывод переменного резистора подклю50 чен к входу фильтра нижних частот. з 142 входного сигнала. Так, при его отсутствии, если магнитбпроводы магнитного компаратора 2 не идентичны, и на выходе преобразователя 6 ток — напряжение имеется не нулевой сигнал, постоянная составляющая равна нулю, а

U = Бь, При появлении преобразуеЬm, Ьт мого сигнала появляется постоянная составляющая и U становится не рав1 ным Б . Причем знак этой разности

11 2 меняется с изменением направления измеряемого тока

Первый дополнительный конденсатор

7 заряжается до величины (U< К„) + U дрейфа преобразователя ток — напряжение. Постоянная времени выбирается достаточно малой, чтобы исключить влияние изменения напряжения на выходе преобразователя ток — напряжение, вследствие временного и температурного дрейфа.

Конденсаторы 12 и 13 через диоды 8 и 9 заряжаются до величин Б,, Бь,„ каждый своей полярностью.

Постоянная составляющая, пропорциональная входной величине, выделяется как разность напряжений Уь„, и 06,„ на переменном резисторе 11, с подвиж. ного контакта которого сигнал поступает на фильтр 5 низких частот, в котором сглаживаются пульсации. Использование резистора 11 в виде потенциометра необходимо для подстройки схемы. С фильтра 5 низких частот напряжение подается на преобразователь 4 напряжение — ток, выходной ток которого компенсирует входной сигнал. При этом разность напряжежений Пь и ПЬ уменьшается До нич

61Ч Фг тожно малой величины. Ток компенсации, пропорциональный измеряемому сигналу, измеряется измерителем 3

aorta.

Формула и з обретения

Преобразователь плотности электрического тока в электролите, со5

35 держащий источник сигнала возбуждения, выход которого подключен к первому входу дифференциального магнитного компаратора, второй вход которого через измеритель тока подключен, к выходу преобразователя напряжениеток, вход которого подключен к выходу фильтра нижних частот, выходы дифференциального магнитного компаратора подключены к входам преобразователя ток — напряжение, причем дифференциальный магнитный компаратор выполнен в виде двух тороидальных ферромагнитных магнитопроводов, на каждом иэ которых намотаны по обмотке возбуждения, соединенные параллельно, первые объединенные выводы которых подключены к первому входу дифференциального магнитного компаратора, к выходам которого подключены вторые выводы обмоток возбуждения, и по обмотке обратной связи, которые включены между собой последовательно и встречно, причем первый вывод первой обмотки обратной связи подключен к второму входу дифференциального магнитного компаратора, а второй вывод второй обмотки обратной связи подключен к общей шине, о т— л и ч а ю шийся -,ем, что, с целью повышения точности преобразования и упрощения устройства, в него введены дополнительно три конденсатора, два диода, постоянный и переменный резисторы, причем первый вывод первого конденсатора подключен к выходу преобразователя ток — напряжение, а второи вывод соединен с катодом первого диода, с анодом ..вто рого диода и через постоянный резистор с общей шиной, анод первого диода соединен с первым выводом переменного резистора и через второй конденсатор с общей шиной, катод второго диода соединен с вторым выводом пере1420539

ЕВг

Фие. 2

Составитель А. Комиссарова

Редактор Л. Пчолинская Техред Л.Олийнык Корректор М.Шароши

Заказ 4326/51

Тираж 772 Подписное

ВПИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1!3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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