Счетчик ампер-часов

Счетчик ампер-часов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля количества электричества, получаемого или отдаваемого от источника питания с обеспечением гальванической развязки. Цель изобретения - упрощение устройства и повышение точности измерения. Счетчик ампер-часов содержит трансформатор постоянного тока, на каждом из двух сердечников которого размещены первичные обмотки, включенные последовательно, и вторичные обмотки, четыре диода, генератор переменного напряжения, счетчик импульсов и операционный усилитель на каждом сердечнике. Кроме того, размещены обмотки обратной связи. Трансформатор тока, операционный усилитель и диоды работают как два однополупериодных релакционных генератора. Длительность одного полупериода его колебаний оказывается пропорциональной сумме магнитного потока насыщения сердечника, а длительность другого - их разности. Разность длительностей полупериодов будет пропорциональна магнитному потоку, наводимому током первичной обмотки, т.е. измеряемому току. Счетчик фиксирует число импульсов, поступившее с генератора переменного напряжения, за N периодов, которое пропорционально количеству ампер-часов, прошедших в измеряемой цепи за это время. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (!1) А1 (бц 4 G 01 R 11/:4

1 )Г ц

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР

t (2I) 4389607/24-21 (22) 09.03,88 (46) 30.09.89. Бюл. К- 36 (71) Харьковский авиационный институт им. Н.Е.Жуковского (72) Б.И.Дорошенко, А.А,Окороков и С.В.Савченко (53) 627.317.385(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР 892308, кл. G 01 R 11/34, 1980.

Авторское свидетельство СССР

М 759964, кл, С 01 R 11/34, 1976, (54) СЧЕ ИК a EP-mCOa (57) Изобретение относится к измери— тельной технике и может быть использовано для контроля количества элек— тричества, получаемого или отдаваемого от источника питания с обеспечением гальванической развязки. 11ель изобретения — упрощение устройства и повышение точности измерения. Счетчик ампер-часов содержит трансформатор постоянного тока, на каждом из

2 двух сердечников ;oторого размещены первичные обмотки, включенные последовательно, и вторичные обмотки, четыре диода, генератор переменного напряжения, счетчик импульсов и операционный усилитель на каждом сердечнике, Кроме того, размещены обмотки обратной связи. Трансформатор тока, операционный усилитель и диоды работают, как два однополупериодных релакционных генератора, Длительность одного полупериода его колебании оказывается про-.oðöèoíeëüíoé сумме магнитного потока насыщения сердечника, а длительность другого — их разности. Разность длительностей полупериодов будет пропорциональна магнитному потоку, наводимому током первичной обмотки, т,е. измеряемому току. Счетчик фиксирует .число импульсов, поступившее с генератора переменного на— пряжения, за N периодов, которое пропорционально количеству ампер-часов, прошедших в измеряемой цепи за это время, 2 ил.

1511693

Изобретение относится к измерительной технике я мажет быть яспользовано для контроля количества электричества, получаемого яля атдяваемо- 5 го от источника питания с абеспечени=ем гальванической развязки от цепи потребления тока., Цель изобретения - упрощение счетчика я повышение точности измерения.

На 111иг, 1 п1тедc Tавлена при11цяпя-. альная злектрическяя схема счетчика ампер-часов, на дн::.-., 2 -- Временные диаграммь1 работь счетчика.

Счетчтлк ампер .часов содержит транс-!5 ,уорматор 1 пастоянног0 така с двумя сеэцечняками, аперацяонныя усял..1-тель 2, счеГчик 3 импульсов, Генера— тор А переменного напряжен.-.тя., IIepI !é,.

Второй, третий я четвертый диоды 5„ 2О

Ь, 7 и 8. перв;ю я втОрую ВтОричные обмотки 9, 1О, первую и втору1с обмотки 11, 12 обратной связи. Конец перВой обмотки l1 обратной связи соедя= нен с общей шиной, а начало ее — C прямым входом операционного усилителя 2, Конец второй оомоткя 12 обратной свя-и соединен с общей пипой,, а ее начало — с инверсным входам Операционного усилителя 2, выход опера.-.я 30 онного усилителя 2 соединен с в одом уIT()явлек1яя 1 eВерсОм счетчика;1 ям пульсов с анодом третьего диода 7 и ка ГОдам четвертого диОда 8, катод третьего циоUà 7 соединен с нача110.": первой вторичной абмотк!.: 9 я катодом первого диода 5, а анод этого диода конец г1ервой вторичной обмотки 9

0О E3 яне1-1ы C. 0 6 ш С .й 111ян 0 г1 ., т01 0 диода 8 саедине!I o HB. 1 1лОм ВтО- а ;:, .: рай вторичной обмотки 10 я анодом второго диода б, конец второй Вторич-ной обмотки 1 О Ig KBTop, BTopoEO UI!01а 5 eoедянгзнъ| 0 общей рт!1ноя выход Ге нератора 4 переменного напряжения соединен со е е..ным входом счетчика

3;1мпульсов„ а выходы его старших р зрядав — выходом устройства

Счетчик рабатае: с ецу1ощям обраТрансформатор 1 постоянного така, операц;.",онный усилитель 2, и,цяоцы

5-8 работают, как дьа однаполуперяаднь1х релаксационных генератора„ Пря включении питания нз--за нeидентнч-ности канялов усилителя 2 появляется напряжение какой-либо полярности. например положительное, Положител1-ное выходное напряжение через диод 7 прикладывается к первой вторячнай обмотке 9 трансформатора 1 постоянного тока, в первой обмотке 11 обратной связи наводя-:ся напряжение, ко,орое полностью открывает усилитель

2, и на его выходе будет максимальное положительное нагряжение, Как только ма-.нитный поток B сердечнике достигнет насыщений Р„, (фиг, 2а), ЗДС, наводимая в первой обмотке 11 обратной связи, резко уменьшается, чта приводит к резкому уменьшению выходного напряжения, так как Выходное напряжение уменьшается (фиг, 26)„

ЗДС в первой обмотке 11 Обратной связи изменяет знак,,в результате чего изменится полярность выходного напряжения (фиг. 26): Отрицательное напряжение на выходе операционногоусилителя через четвертый диод 8 прикладывается к второй обмотке 12 обратной связи, В обмотке 12 обратной связи наводится ЗДС, которая полностью открывает второй операционный усилитель, я íà выходе его поддерживается постоянное напряжение.

Отрицательное напряжение яз-за третьего диода 7 не будет прикладываться K первой вторичной обмотке 9, Ток, проходящий через первую вторичную обмотку 9, заы,1кается через первый диод 5

GbK T$0 с 1 ЯНОВНТСЯ РЯВНЬ1м Нулю, 1ак тольха маГнитный пОтОк Ба ВтОрОм сердечнике трансформатора постоянного тока достигает Фн (фяг, 2в), напряжение на Выходе аперацяо. †:Inro усилителя 2 изменится я станет и ложительным (фяг. 2в), Процесс повторяется, на выходе опeya!-,. Онного усилите.1я 2 формируется прямоугольное переменное напряжение:

По первичным обмоткам трансформатора постояннага тока, Включенным последовательно, протекает язмеряемьй постоянный ток, который наводят в сердечниках магнитный поток <Р, который в одном сердечнике складывается с магнитным патокам, наводямьп1 током вторичной оомотки„ и во втором сердечнике вычитается (фиг. 2). Таким образам, длительность одного полуперяода выходного напряжения Т, уменьшается„ а длительность другого полуперяоца Т, твеличявается

211 Ун -Ф) о

1 5!

> б93

2W (@„+5) т = — — -" ——

У где N — число витков во вторичных обмотках;

U — величина выходного напряже— ния;

Ф„ — магнитный поток насыщения се;— дечников; измеряемый магнитный исток, М

О.тсюда Т2- i, = --- Р, т,е. разность длит ель но с ти гол уп е риодо э б уд е т пря— мо пропорциональна магнитному потоку !

Ф, наводимому током первичной обмотки а следОВятельнО измеряемому тО

Кую

Широтно-модулированный сигнал, снимаемыьл с выхода операционного усилителя 2, подается на вход управления реверсом счетчика 3 импульсов, я ня счетный вход подаю-.ся импульсы от ге-нератора 4 переменного напряжения (фиг. 2,Г). Таким образом, э течение одного полупериода T. счетчик 3 бу2 дет суммировать импульсы, а в течение другого полупериода Т, — вычитать.

Поэтому число импульсов, просуммиро— ванных за период Т, +Т2, будет пропор-ционально измеояемому току. Код, снимаемый со старших разрядов счетчика

3 за число периодов И, будет пропорционален количеству ампер-часов, прошедших через первичную обмотку трансформатора. постоянного тока,,ц, -женля .Соединен . Qчетным входом

Счетчик ампер-часов обладает простотой конструкции и высокой точно— стью измерения ампер-часов при малых токах. Дополнительным преимуществом счетчика ампер-часов явля= тся

70 ч 10 еГО вход Га ьванически развя

ЗЯН т * .!1и - " . = " - "-1") : " >. ЬЯ ф0pм";л;:,:,;::бь: ;ни

Счетчик ампер-часов, содержащий 1 па нсфо ° 1г.,Я 1 Оь !!Q< 1 Оян1ьо 1 О О э Я дэ„мя сердечкнками,. На каждом сердечнике которого р. .з:"егк-:-1 перви 1в ные ОбмОтки ° Вкл .!1еннь1Р !IQQле". ОВЯтель

НО, и Вторичные ОбмОтки, сче""чик импульс iB., О т и .1 ч я ю ш и и с я тем, -что, с i :2ëüþ i прощения;1 ПОвыШЕНИЯ ТОЧНОС И ИЗМЕРЕНИЯ В НЕГО БЭЕ цены четыре цио1-а генерятс!p переменного на1р1;еы1.я и операционный усилит=11ь. причем на каждом сердечника раз меще1ьь1 >б мот :и Обратч >и o çH зи, конец пе вой Обмотки Обратной сэя 1 соединен с Общей шиной, =". на-чало - c прямым ходом Оперяциоьгно 0 усилителя, конец второй обмотки Обратной связи сое инеи с общей шиной, а начало — с 1л:::эерсным Входом опера— ционного у;:;;.-ителя, выход операционного усилителя соецинен с вхоцом управления реверсом счетчика импульсов, с анодом первого и катодом этор0 Го ЦИОдОГ, ь ато)-. !.,ерэОГО анода !-,QL» динен с началом г"::рэой вторичной Gб" анод вЂ,ретьего диОГЯ и коне:., первой эторич110Й Об110тк:1 соедеьг,ены с сбЩРР . шиной, анод э- Орос 1 диода соединен с Hci÷ßëQÐ этРР01 В" ..P-1-!HQÉ 05110тки и анодом четв.=::"-.-..1-0,. 1110äà, конэц вто:рой вторичной 0 .Мо. Ки 1» .;Ятод четэерТОГО диода со единены с Оощей шиной . выход генератор.-. пепе..,!-=- .,Qã" нап-,;:счетчика импульссэ, а выходы его старших разрядов — с выхQpol. ус:pîI10тэя.

1511693

Редактор М.Келемеш

Заказ 5899/49

Тираж 714

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101

fu

ОРИ, 8

Составитель С,Хромов

Техред М,Дидык Корректор С.Шекмар