Устройство для измерения тока потребления

Устройство для измерения тока потребления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

Союз Советскик

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТИЗЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 090779 (23)2792091/18-21

С ПРИСОЕДИНЕНИЕМ ЗаЯВКИ Hо (23) Приоритет

Опубликовано 150881, ЬюллетеHb N9 30

Дата опубликования описания 180881

G 01 R 19/00

Государственный комитет

СССР но делам изобретений н открытий (53) 3r4K 621. 317 °.7(088.8) ° °

Ъ

* ° ° (72) Авторы изобретения

О.П. Новиков и В.Л. Полковов

Пензенский филиал Всесоюзного научно-исследовательского .технологического института приборостроения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТОКА ПОТРЕБЛЕНИЯ

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть применено для измерения тока, потребляемого различными радиоэлекгронными устройствами по цепям,, потенциалы которых по отношению к земпяной шине отличны от нуля.

Известны устройства для выполнения аналогичной задачи, которые используются в устройствах информационно-измерительной техники Г13 .

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство,содержащее два операционных усилителя, резистивный датчик тока нагрузки, два резистивных делителя и резистор обратной связи Г22 .

Недостатком устройств является значительная аддитивная составляющая погрешности измерения тока потребления вследствие влияния напряжений и токов смещений как первого операционного усилителя, так и второго операционного усилителя, что приводит к понижению точности измерения и уменьшению динамического диапазона устройства. В худшем случае значение этой составляющей погрешности на 30 выходе операционного усилителя 2 равно: а= 2е,„„+ зе „+ьэ„я + ьд в,(l) где 6 — значение аддитивной составляющей погрешности на выходе устройства;

3с„,8 „ — напряжение смещения соответственно первого операционного усилителя и второго операционного усилителя>

lQ„,a3> — разность входных токов соответственно первого операционного усилителя и второго операционного усилителя;

R — - номинальное значение используемых в устрой< стве резисторов.

Цель изобретения — повышение точности измерения и расширение динамического диапазона устройства.

Она достигается тем, что в устройство для измерения тока потребления, содержащее датчик тока потребления, два операционных усилителя,, резистор обратной связи, включенный между выходом и инвертирующим входом второго операционного усилителя, и два резистивных делителя напряжения, сред855512 ние выводы которых соединены с.инвертирукщими входами соответствующих операционных усилителей, первые выводы соответствующих резисторов реэистивных делителей напряжения соединены с соответствующими выводами датчика тока, а другие выводы соответствующих резисторов резистивных делителей напряжения — с выходом первого операционного. усилителя, неин-. вертирующий вход которого соединен с общей шиной, введен дополнительный 10 резистор, причем неинвертирующий вход второго операционного усилителя соединен с инвертирующим входом первого операционного усилителя непосредственно, а с .общей шиной — через до- 5 полнительный резистор.

На чертеже приведена принципиальная схема устройства.

Она содержит операционные усилите- 2О ли 1 и 2, резистивный датчик 3 тока потребления, первый реэистивный делитель напряжения, содержащий резис- торы 4 и 5, второй резистивный делитель иэ резисторов 6 и 7, резистор 8 обратной связи и дополнительный резистор 9.

Работает устройство следукщим образом.

Измеряемый ток, протекая через ре- ЗО зистивный датчик тока 3 потребления, создает на нем падение напряжения, численно равное разности напряжений

Ч.,-Ч на входах 10 и 11. Напряжение

Ч предварительно инвертируется с 3S помощью операционного усилителя 1 и резисторов 4 и 5, а затем суммируется с напряжением V в схеме суммиро- вания напряжений, состоящей из операционного усилителя 2 и резисторов, gp

6, 7 и 8. Напряжение на выходе 12 Чщ К операционного усилителя 1 отличается по абсолютному значению от напряжения Ч1 на значение напряжения сдвига нуля, образующего вследствие наличия напряжения и тока смещения операцион- 4 ного усилителя 1. Получаемая разница в значениях напряжений компенсируется посредством подачи ее с необходимым весом, определяемым соотношением ре- зисторов 4, 5 и 9 на неинвертирующий 50 вход операционного усилителя 2. Значение выходного напряжения операционного усилителя 2 равно:

ЧВ)„,„= (Ч - Ч1) +Ь (2)

al- за + 3 R+ ""+. 1=" см 2 + ЗК (3)

Сф где К Ф вЂ” коэффициент подавления напряжения общего вида опера. ционным усилителем 2.

С учетом того, что К,, З 1, получаем:

Ь Злом, +ь g R (4)

Как следует из сопоставления выражений (1) и (4), применение данного устройства приводит к повышению точности измерения и расширению динамического диапазона измеряемой величины.

Формула изобретения

Устройство для измерения тока потребления, содержащее датчик тока потребления, два операционных усилителя, резистор обратной связи, включенный между выходом и инвертирующим входом второго операционного усилителя, и два резистивных делителя напряжения, средние выводы которых соединены с инвертирующими входами соответствующих операционных усилителей, первые выводы соответствукицих резисторов реэистивных делителей напряжеЪ ния соединены с соответствующими выводами датчика тока, а другие выводы соответствующих резисторов резистивных делителей напряжения — с выходом первого операционного усилителя, неинвертирующий вход которого соединен с общей шиной, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения и расширения динамического диапазона, введен дополнительный резистор, причем неинвертирующий вход второго операционного усилителя соединен с инвертирующим входом первого операционного усилителя непосредственно, а с общей шиной — через дополнительный резистор.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Грэм Дж., Тоби Дж. Хьюлсман Л.

Проектирование и применение операционных усилителей. М., "Мир", 1974, с. 222-227.

2. Марше Ж. Операционные усилители и их применение, Л., "Энергия", 1974, с. 62-63 (прототип).

855512

Тираи 732 Подиисное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Уагород, ул. Проектная,4

Составитель Н. Чистякова

Редактор К. Волощук Техредй, Кастелевич- Корректор С. Корниенко

Заказ 6898/62