Датчик постоянного тока

Датчик постоянного тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАИ ИЕ

ИЗОБРЕТЕЙИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Соцналнстнческнх

Рвспублнк (иу998968 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 291080 (21) 2996436/18-21

Р М g+ э с присоединением заявки Йо(23) Приоритет—

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий

G01 R 19/00 (%31 УДК 621. 317. 7 (088.8Р

Опубликовано 230233. Бюллетень Но 7

Дата опубликования описания 23. 02. 83 е.-„(72) Авторы изобретения

Х.П.Козин и В.Е.Никифоров

1 "

Куйбышевский ордена Трудового Красного Знамен псиитехнитесхий институт ин. И.И.Куйбвтвева (71) Заявитель (54) ДАТЧИК ПОСТОЯННОГО ТОКА

Изобретение относится к электроиэмерительной технике и может быть использовано .в качестве измерительного преобразователя тока в автоматизированном электроприводе, системах электропитания, устройствах автоматики и телемеханики.

Известен датчик постоянного тока, содержащий магнитопровод, на котором размещены измерительная обмотка, включенная в цепь контролируемого тока, рабочая обмотка,.шунтированная конденсатором, присоединенная через резистор к выходу автогеиератора, и обмотка подмагничивания, расположенная в плоскости, .перпендикулярной плоскости рабочей обмотки, и включенная в цепь источника постоянного тока, и фазовый .детектор, один вход которого через согласующий трансформатор соединен с рабочей обмоткой, другой через фазосдвигающую цепочку подключен в выходу автогенератора, а выход фазового детектора связан с выходом датчика f1).

Однако известный датчик имеет недостаточную чувствительность и точность измерений, а также сложен по конструкции.

Наиболее близким по технической сущности к нэобретению является датчик постоянного тока, содержащий двухтактный транзисторный автогенератор с трансформаторной обратной связью, выполненный на магнитопроводе, охватывающем проводник с контролируемым током, на котором размещены две рабочие обмотки, две обмотки обратной связи и выходная обмотка, рабочие обмотки раздельно включены в цепи коллектора транзисторов авто генератора, обмотки обратной связи включены в цепь базы каждого из транзисторов, исинтегратор, вход которого присоединен к выходной обмотке, а выход связан с выходом датчика (2).

Недостатком известного датчика является низкая надежность, обусловленная сложностью его многоэлементной схемы, а также недостаточная точность измерений, связанная с изменением параметров элементов под влиянием дестабилизирующих факторов окружающей среды, например температуры, и влиянием магнитного поля, создаваемого проводником с контролируемым током, на рабочие обмотки автогенератора.

998968

На чертеже изображена электрическая схема датчика. датчик содержит автогенератор с 40 двумя колебательными контурами 1 и

2, образованными рабочими обмотками

3 и 4 автогенератора, раздельно размещенными на двух магнитопроводах. и конденсаторами 5 и 6, включенных параллельно рабочим обмоткам 3 и 4.

Автогенератор, выполнен на транзисто-. ре 7, включенном по схеме с общей базой, с трансформаторной обратной связью, причем колебательные контуры 1 и 2 включены последовательно в цепь коллектора транзистора 7, а напряжение обратной связи снимается с обмоток 8 и 9 обратной связи, размещенных на тех же магнитопроводах, и через резисторы 10 и 11 и разделительный конденсатор 12 прикладывается к переходу база-эмиттер транзистора 7. Эмиттер транзистора 7 через резистор 13 подключен к отрицательному полюсу источника питания 60 автогенератора, à его коллектор через последовательно ссдиненные колебательные контуры 1 и 2 связан с положительным полюсом источника питания. 65

Целью изобретения является повышение надежности и точности измерения датчика.

Поставленная цель достигается тем, что в датчике постоянного тока, содержащем транзисторный автогенератор с трансформаторной обратной связью, выполненном на первом магнитопроводе, охватывающем проводник с контролирующим током, на котором размещены рабочая обмотка, включенная в цепь коллектора транзистора, и обмотка обратной связи, один вывод которой присоединен к базе транзистора, параллельно рабочей обмотке включен конденсатор, другой вывод обмотки обратной связи через резистор и разделительный конденсатор связан с эмиттером транзистора, и дополнительно введен второй магнитопровод, на котором также размещены рабочая об- 20 мотка и обмотка обратной связи, выводы которой через последовательно соединенные резистор и упомянутый разделительный конденсатор связаны с базой и эмиттером транзистора, ра- 25 бочая обмотка включена последовательно в цепь коллектора транзистора и шунтирована конденсатором, выводы обмоток обратной связи обоих магнитопроводов, соединенные с резисторами, присоединены к выходу датчика, а обмотки первого магнитопровода, охватывающего проводник с контролируемым током, расположены в плоскости, перпендикулярной указанному проводнику.

Один иэ магнитопроводов охватывает проводник с контролируемым током, причем обмотки этого магнитопровода расположены в плоскости, перпендикулярной проводнику с током.

Выход датчика образуют выводы обмоток 8 и 9 обратной связи. K выходу датчика подключают детектор, например фазовый, с помощью которого получают сигнал, пропорциональный измеряемому току и удобный для последующей обработки и использования.

Датчик работает следующим образом.

Элементы колебательных контуров 1 и 2 выбирают такими, чтобы индуктивности обмоток. 3 и 4 и емкости конденсаторов 5 и 6 были соответственно равными. При этом при отсутствии контролируемого тока собственные частоты колебаний обоих контуров оказываются одинаковыми, а снимаемые с обмоток 8 и 9 напряжения совпадают по амплитуде и фазе, в результате чего выходной сигнал на выходе датчика отсутствует, так как эти напряжения взаимно компенсируются. При наличии тока в проводнике изменяется магнитная проницаемость магнитопровода, охватывающего проводник с контролируемым током, а следовательно, и индуктивность рабочей обмотки, например обмотки 3, расположенной на этом магнитопроводе. Изменение индуктивНости рабочей обмотки 3 приводит к соответствующему изменению и частоты собственных колебаний колебательного контура 1, в который включена рабочая обмотка 3. При этом частота собственных колебаний колебательного контура 2 остается неизменной, поскольку магнитопровод, на котором расположена обмотка 4, не охватывает проводник с контролируемым током, и -его магнитная проницаемость не изменяется. Но так как контуры 1 и 2 взаимодействуют через общий усилительный элемент автогенератора— транзистор 7, то происходит захват частот, что приводит к работе обоих колебательных контуров 1 и 2 на одной частоте. При этом снимаемые с обмоток 8 и 9 магнитопроводов напряжения отличаются как по амплитуде, так и по фазе, в результате чего на выходе датчика возникает сигнал, параметры которого связаны с величиной контролируемого тока. С помощью амплитудного или фазового детектора, подключаемого к выходу датчика, этот сигнал может быть преобразован, например, в постоянное напряжение, зависящее от величины контролируемого тока.

При этом датчик обладает повышенной точностью измерений, так как за. счет последовательного включения

998968

Формула изобретения двух колебательных контуров в цепь общего усилительного элемента— транзистора автогенератора существенно, уменьшено влияние дестабилизирующих факторов, например температуры, вследствие взаимной компенсации их влияния на выходе датчика..Более высокая точность измерений также- достигнута за счет.снижения влияния магнитного поля проводника с .контролируемым током при расположении рабочей обмотки магнитопровода.в.плоскости, перпендикулярной к этому проводнику. Датчик позволяет повысить точность измерений в широком диапазоне изменения 15 контролируемого тока.

Датчик постоянного тока, содержащий транзисторный автогейератор с трансформаторной обратной связью, выполненный на первом магнитопроводе, охватывающем проводйик с контролиру- 25 емйм током, на котором размещены рабочая обмотка, включенвая в цепь коллектора транзистора, и обмотка обратной связи, один вывод которой присоединен к базе транзистора, . Зо отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и точности измерений, параллельно рабочей обмотке включен конденсатор, другой вывод обмотки обратной связи через резистор и разделительный конденсатор связан с эмиттером транзистора, и дополнительно введен второй магнитопровод на котором также размещены рабочая обмотка и обмотка обратной связи, выводы которой через последовательно соединенные резистор и упомянутый разделительный конденсатор связаны с.базой и эмиттером транзистора, рабочая абмотка включена последовательно в цепь коллектора транзистора и шунтирована конденсатором, выводы обмоток обратной связи обоих магнитопроводов, соединенные с резисторами, присоединены к выходу датчика, а обмотки первого магнитопровода, охватывающего проводник с контролируемым током, расположены в плоскости, перпендикулярной указанному проводнику.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР.

В 512533, кл. G 01 9,,19/02, 01.02.74.

2. Авторское свидетельство СССР

Й 390638, кл. Н 02 М 3/32, 21.04.70 °

ВНИИПИ Заказ 1149/68

Тираж 708 Подписное

Филиал ППП "Патент";

r.Ужгород,ул.Проектная,4