Датчик постоянного и переменного тока

Датчик постоянного и переменного тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к электроизмерениям и может быть использовано для преобразования сигналов, пропорциональных постоянному и переменному току, с обеспечением гальванической развязки. Целью изобретения является поЁышение точности преобразования за счет исключения постоянной составляющей тока намагничивания трансформаторов и упрощения датчика за счет исключения дополнительных нелинейных элементов. Датчик постоянного и переменного тока содержит трансформаторы 1 и 4 с одинаковыми коэффициентами трансформации, дифференциальные усилители 2 и. 7, резисторы 3, 5, 6, 8. В устройстве обеспечивается симметричный режим автоколебаний генератора на дифференциальном усилителе 2, трансформаторе 1 и резисторах 3, 5, 6, не зависящий от выходного напряжения датчика и первичного тока, По (Л скольку питающее обмотку трансформатора 1 напряжение симметрично, в токе намагничивания отсутствуют постоянная составляющая и ошибка, обусловленная ею. Повышается точность измерения тока в первичной цепи и исключается . возможность подмагничивания второго трансформатора постоянной составляющей этого тока. 2 ил. ff

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУ БЛИН с

А1

„.В0„„ 511 4 С 01 R 19/00 «

««

-"- °ф(ъ«,;;,д . ° ..: 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTQPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПЪ9 (21) 3889249/24-21 (22) 26.04.85 (46) 23.10.86. Бюл. М - 39 (71) Всесоюзный ордена Трудового

Красного Знамени научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт релестроения (72) Н.В.Донской, О.А.Серков и П.Ю.Бахарев (53) 621.317.7(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

И«983716, кл. С 01 G 7/12, G 01 R 19/00, 13.0?.79.

Авторское свидетельство СССР

К 1160325, кл, С 01 К 19/20, 1983. (54) ДАТЧИК ПОСТОЯННОГО И ПЕРЕМЕННОГО

ТОКА (57) Изобретение относится к электроизмерениям и может быть использовано для преобразования сигналов, пропорциональных постоянному и переменному току, с обеспечением гальванической развязки. Целью изобретения является повышение точности преобразования эа счет исключения постоянной составляющей тока намагничивания трансформаторов и упрощения датчика за счет исключения дополнительных нелинейных элементов. Датчик постоянного и переменного тока содержит трансформаторы

1 и 4 с одинаковыми коэффициентами трансформации, дифференциальные усилители 2 и. 7, резисторы 3, 5, б, 8.

В устройстве обеспечивается симметричный режим автоколебаний генератора на дифференциальном усилителе 2, трансформаторе 1 и резисторах 3, 5, б, не зависящий от выходного напряжения датчика и первичного тока, Поскольку питающее обмотку трансформатора 1 напряжение симметрично, в токе намагничивания отсутствуют постоянная составляющая и ошибка, обусловленная ею. Повышается точность измерения тока в первичной цепи и исключается возможность подмагничивания второго трансформатора постоянной составляющей этого тока. 2 ил.

1265628

Изобретение относится к области электроизмерений и может быть использовано для преобразования сигналов, пропорциональных постоянному и переменному току, с обеспечением гальва- 5 нической развязки.

Цель изобретения — повышение точности преобразования за счет исключения постоянной составляющей тока намагничивания трансформаторов и упрощения датчика за счет исключения дополнительных нелинейных элементов.

На фиг.1 изображена блок-схема устройства, на фиг.2 — диаграммы, пояс- 15 няющие его работу.

Устройство (фиг.t) содержит трансформатор 1„ начало вторичной обмотки которого соединено с выходом диффе. ренциального усилителя 2 и одним выводом резистора 3, а конец — с началом вторичной обмотки трансформатора

4 и одновременно с инвертирующим входом дифференциального усилителя 2 и с одним выводом резистора 5. Второй 25 вывод резистора 3 соединен с неинвертирующим входом дифференциального усилителя 2 и с одним выводом резистора 6, второй вывод которого присоединен к общей шине, с которой также соединен второй вывод резистора 5.

Конец вторичной обмотки трансформатора 4 соединен с инвертирующим входом дифйеренциального усилителя 7 и с одним выводом резистора 8, второй вывод которого одновременно соединен с выходом дифференциального усилителя

7, выходным зажимом датчика и входом масштабного преобразователя 9, выход которого соединен с неинвертирующим входом дифференциального усилителя 7.

Первичные обмотки трансформатора 1 и

4, соединенные последовательно согласно, предназначены для включения в цепь контролируемого тока.

Устроиство работает следующим об45 разом.

Прн отсутствии контролируемого то- ка в первичных обмотках трансформато. ров 1 и 4 напряжение на выходе датчика отсутствует. При этом генератор, образованный дифференциальным усилителем 2, вторичной обмоткой трансформатора 1, резисторами 3, 5 и 6, работает в автоколебательном режиме, и . на его выходе, образованном резистором 5, в этом режиме имеется лишь переменная составляющая напряжения, обусловленная протеканием через резнстор 5 тока i намагничивания тран,сформатора 1 (фйг.2б),. величина которого при насыщении магнитопровода трансформатора 1 достигает значения после чего происходит переключение полярности напряжения, подводимого к вторичной обмотке трансформатора 1 с выхода дифференциального усилителя 2. Для этой переменной составляющей напряжения, формируемой на резисторе 5, вторичная обмотка трансформатора 4 представляет собой большое сопротивление, поскольку магнитопровод его ненасыщен. Поэтому ток во вторичной обмотке трансформатора 4 практически отсутствует, и напряжение на выходе дифференциального усилителя ,7 равно нулю, так как отрицательная обратная связь, осуществляемая посредством резистора 8, действует намного сильнее, чем положительная— через масштабный преобразователь 9.

При протекании контролируемого постоянного или переменного тока через первичные обмотки трансформаторов 1 и 4 появляется пропорциональная ему постоянная или переменная составляющая и в цепях вторичных обмоток трансформаторов.

Для постоянной составляющей (или переменной, протекающей одновременно в первичной и вторичной обмотках) вторичная обмотка трансформатора 4 представляет собой малое сопротивление, равное омическому (или активному) сопротивлению вторичной обмотки трансформатора 4 (если пренебречь индуктивностью рассеяния этой обмотки, очень малой для тороидального трансформатора). При этом ток, протекающий через вторичную обмотку трансформатора 4 и резистор 8, обуславливает появление на выходе дифференциального усилителя 7 напряжения, равного сумме падений напряжений на резисторе 8 и на вторичной обмотке. трансформатора

4 от тока, пропорционального контролируемому первичному току. Напряжение с выхода дифференциального усилителя

7 через масштабный преобразователь 9 подается на его неинвертирующий вход1 обеспечивая смещение напряжения на нем на величину, равную падению на-" пряжения на вторичной обмотке трансформатора 4. Тем самым обеспечивается поддержание нулевого уровня среднего значения напряжения на резисторе 5.

Результатом этого является симметрич1265628

Составитель С.Вейский

Редактор Н.Яцола Техред И.Попович

Заказ 5656/39 Тираж 728 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Корректор Л.Патай

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул, Проектная, 4 ный режим автоколебаний генератора, независящий от выходного напряжения датчика (фиг.2 а и б) и величины контролируемого первичного тока.

Поскольку питающее вторичную обмотку трансформатора 1 напряжение П генератора симметрично, в токе намагничивания трансформатора 1 йостоянная составляющая отсутствует, чем исключается возможность подмагничива-.10 ния магнитопрозода трансформатора 4 постоянной составляющей и повышается точность преобразования контролируемого тока.

В то же время обеспечение симметричного режима перемагничивания магнитопровода, трансформатора 1 позволяет исключить имеющиеся в известном датчике нелинейные элементы, что дополнительно упрощает предлагаемый датчик.

Формула и з обретения

Датчик постоянного и переменного тока, содержащий два трансформатора с.одинаковыми коэффициентами трансформации, первичные обмотки которых соединены последовательно согласно, щ два дифференциальных усилителя, выход первого из которых соединен с первым выводом вторичной обмотки первого трансформатора и через первый резистор подключен к собственному неинвертирующему вхоДу, второй вывод вторичной обмотки первого трансформатора присоединен к первому выводу вторичной обмотки второго трансформатора, инвертирующему входу первого дифференциального усилителя и первому выводу второго резистора, второй вывод вторичной обмотки второго трансформатора соединен с первым выводом третьего резистора, и масштабный преобразователь, вход которого подключен к выходу второго дифференциального усилителя, присоединенному к вь1ходному зажиму датчика, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности преобразования и упрощения, второй вывод вторичной обмот-, ки второго трансформатора подключен к инвертирующему входу второго дифференциального усилителя, неинвертирующий вход которого присоединен к выходу масштабного преобразователя, а выход соединен с вторым выводом третьего резистора, неинвертирующий вход первого дифференциального усилителя через дополнительно введенный четвертый резистор подключен к общей шине, к которой присоединен второй вывод второго резистора.