Датчик постоянного и переменного тока

Датчик постоянного и переменного тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для передачи гальванически развязанных сигналов, пропорциональных постоянному или переменному току, в различных системах защиты, регулирования, контроля, в частности в регулируемых автоматизированных электроприводах постоянного и переменного тока. Цель изобретения - повышение точности измерения в широком диапазоне изменения тока без увеличения потребляемой мощности - достигается применением интегратора 5, дифференциального усилителя 11 и резисторов 10, 12 и 13. Датчик содержит также трансформатор 1, дифференциальный усилитель 2, резистор 3, трансформатор 4, резисторы 6, 7, дифференциальный усилитель 8, резистор 9, выходной зажим 14, входные зажимы 15, 16. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕ ГСКИХ

СОЦИАЛИС1ИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 01 R 19/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕ Г

ПО ИЗОБРETFHVIRM И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ И ЗОБ РЕТЕ Н И 1

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиг.1 (2 1 4733041 /2 1 (22) 28.08.89 (46) 30,08.91. Бюл. ¹ 32 (72) С, Е, Гильдингерш, С. Ф. Коняхин и А.

Ф. Семин (53) 621.317.7(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1160325, кл. G 01 R 19/20, 1983.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1265628, кл. G О1 R 19/00, 1985. (54) ДАТЧИК ПОСТОЯННОГО И ПЕРЕМЕННОГО ТОКА (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для передачи гальванически развязанных сигналов, про„„SU „„1673998 А1 порциональных постоянному или переменному току, в различных системах защиты, регулирования, контроля, в частности в регулируемых автоматизированных электроприводах постоянного и переменного тока.

Цель изобретения — повышение точности измерения в широком диапазоне изменения тока беэ увеличения потребляемой мощности — достигается применением интегратора 5, дифференциального усилителя

11 и резисторов 10, 12 и 13. Датчик содержит также трансформатор 1, дифференциальный усилитель 2, резистор 3 трансформатор 4, резисторы 6, 7, дифференциальный усилитель 8, резистор 9, выходной зажим 14. входные зажимы 15, 16. 2 ил.

167 IIlI98

Изобрнтl.с<и< 01ноеится к электрОтехни ке и может быть ис.пользовэно для передачи гальнэничнскь развязанных сиснэлон, пропорционэпь«ь., по<:гоянному или переменному «;., н сис lpмэх защиты, рРзулир0ннния кс1нсроля, B чэстности в ре гулируемы:; автоматизированных электропринодэх п0010янно 0 и переменного тока.

Цело изобретения повышение точности изл1ерения н широком диапазоне измене <ия "окэ. бнз унеличепия потребляемой

М01ЦНОСГИ, Пэ фиг. 1 представлена блок-схема датчика rlocro

00еди<1ен0«с н;,, л дифференциального усилителя 2 «epee резистор 3 с его неиннертируroн и<л н <одом, а конец соединен с начэ 101л н горичппи обмотки трансформатора 4, инн;ртирук>щим входом дифференци-. ального усилителя 2, с входами интегратора

5, а через резистор б соединен с общей шиной. к косорой нреэ резистор 7 соединен также неипнертирующий вход диффе ренциального усилителя 2, Конец вторичной обмотки трансформатора 4 соединен с инвер1ируктщим н одом дифференциального усилите«я 8, э через резистор 9 соединен с его выходом. который через резистор 10 соединен с и нергирующим входом дифференциального усилителя 11, через рс.зистор

12 соедине,«ый -, нь1хпдом интегратора 5.

Выход диффе Г<снциэл нного усилителя 11 через резистор 13 сведи ;ен со своим иннер тирующи<-; входом. э также соединен с выходим . зажимом 14. с!ача10 первичной

0бм0тки трэ. с.форл1нтора 1 и KQIIPLI, первич10й обл10ск трансформатора 4, еоединен ых п0<-,лед нэтнлы-.:0 с,о ласно, соединены соосне1стненн0 r .»Одными зажимами 15 и

16.

Неи<,нертир, к», ие входы дифференциальных усилителеи Я и 11 соединены с обЩРЙ ши1<0й.

Устроиссно ll 160 IRPI следук>щигл 0браЗОМ.

< 1рИ ОТСу1 Г ГС<<чl< ИЗЛ1С ряел10Г0 (ИЛИ Н 0НТролируел<ог -, кн Il пнрни <нь<х обмотках тр нсформэ10рон 1 и 4 напряжение нэ вы ходе датчика 01г" lcl нунт, Г1ри этоол генератор, 0брЭЗСП<С«Н .И дИ<1<фнрЕсп< ИЭЛН - ЫМ усилителем 2, н11ричной 0бл«<<кой . pанс форглаторн < 1 <;..< 0<с<с;1ми 3. 6 7 работает н эн10кп. 60! < льl

Л Н <«: К «, . « 0 O Ч ««И «<, « I< 1 Е Н Н Э Ч прогекэниел через резистор 6 тока 1р намэсничивания трансформатора 1, величина которого после насыщения магнитопроводэ трансформатора достигает значения II

5 напряжение на резисторе 6- значения Vnop (фиг. 26), определяемого резисторами 3 и 7, после чего происходит переключение полярности напряжения, подводимого к вторичной обмотке трансформатора 1 с выхода

10 дифференциального усилителя 2, Для этой переменной составляющей напряжения, формируемой на резисторе 6, вторичная обмотка трансформатора 4 представляет собой большое сопротивление, по15 скольку его магнитопровод ненасыщен, и напряжение на выходе дифференциального усилителя 8 при нулевой постоянной составляющей будет содержать пульсации (фиг.

2в) с частотой, равной частоте переключе20 ния автогенератора, и амплитудой, определяемой значением напряжения Чпор, параметрами вторичной обмотки трансформатора 4 и резистора 9.

Переменная составляющая напряжения нэ резисторе 6 (фиг. 2б) одновременно поступает на вход интегратора 5, на выходе которого формируется напряжение с пульсациями, по форме аналогичными пульсациям на выходе дифференциального усилителя 8 (фиг, 2г), но имеющие противоположную фазу и отличающиеся по амплитуде. Пульсирующие сигналы с выходов дифференциального усилителя 8 и интегратора 5 через резисторы 10 и 12 с001ветственно подаются на инвертирующий вход дифференциального усилителя 11. Сопротивления резисторов 10 и 12, а также резистора 13 обратной связи выбираются так, чтобы пульсирующие сигналы на инвертиру40 ющем входе дифференциально о усилителя

11 взаимно компенсировали друг друга. При этом выходной сигнал дифференциального усилителя 11, а следовательно, и сигнал на выходном выводе 14 устройства, не будет иметь пульсаций с частотой, соответствующеи частоте колебаний автогенераторэ на дифференциальном усилителе 2 (фиг. 2д).

При протекании через первичные обмотки трансформаторов 1 и 4 постоянного или переменного тока в цепях вторичных обмоток появляется пропорциональная ему постоянная или переменная составляющая напряжения, которая через вторичную обм01ку трансформатора 4 и резистор 9

55 обуславливает появление на выходе диффере«циэльного усилителя 8 напряжения, пропорционального измеряемому току. которое также содержит пульсации с частотой колебания антогенератора (с<иг 2в).

1673998

Аналогичные пульсации, но в противофазе, снимаются с выхода интегратора 5 (фиг. 2г).

Таким образом, на выходе дифференциального усилителя 11 и соответственно на выходном выводе 14 появляется напряжение, пропорциональное измеряемому току, но не содержащее пульсаций с частотой колебаний автогенератора (фиг, 2д).

Поскольку активное сопротивление вторичных обмоток трансформаторов 1 и 4 в практических схемах весьма мало (доли

Ома), то дополнительное смещение, обусловленное падением напряжения на этих сопротивлениях, практически не отражается на работе схемы и не изменяет симметричный режим автоколебаний генератора, не зависящий от выходного напряжения дифференциального усилителя 8 и величины измеряемого тока. В случае прецизионного измерения тока для компенсации этого смещения дифференциальный усилитель 8 целесообразно охватить дополнительной положительной обратной связью через масштабный преобразователь.

Формула изобретения

Датчик постоянного и переменного тока, содержащий два трансформатора с одинаковыми коэффициентами трансформации, первичные обмотки которых так же, как и вторичные, соединены между собой последовательно согласно. два дифференциальных усилителя, выход первого иэ которых соединен с первым выводом вторичной обмотки первого трансформатора и через первый резистор соединен с его же неинвертирующим входом, который через

5 второй резистор соединен с общей шиной устройства, инвертирующий вход первого дифференциального усилителя соединен с общими выводами вторичных обмоток, а также через третий резистор — с общей ши10 ной устройства, второй вывод вторичной обмотки второго трансформатора соединен с инвертирующим входом второго дифференциального усилителя, который через четвертый резистор соединен с выходом второго

15 дифференциального усилителя, выводы первичных обмоток трансформаторов являются входными зажимами датчика, о т л и ч. а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены третий

20 дифференциальный усилитель, интегратор и три дополнительных резистора, причем вход интегратора соединен с общими выводами вторичных обмоток трансформаторов, а выход через пятый резистор соединен с

25 инвертирующим входом третьего дифференциального усилителя, который через шестой резистор соединен с его выходом и выходным зажимом датчика, а через седьмой резистор — с выходом второго

30 дифференциального усилителя, неинвертиоуюшие входы второго и третьего дифференциальных усилителей соединены с общей шиной.

1673998 бых

Й ых

Фик г

Фых, Составитель Е. Илюшкин

Техред М.Моргентал

Производсгвенно-издательский комбина Патент" г Ужгород, ул.Гагарина, 101

Редактор М. Ьандура Корректор О. Ципле

Заказ 2916 Тираж 399 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, )К-35. Раушская наб.. 4/5