Устройство для измерения тока Советский патент 1985 года по МПК G01R19/00 

1 . 1 Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения тока, на ример, в электроприводе и управляем преобразователях, Цель изобретения - повышение чув вительности в области малых значени контролируемого тока при сохранении верхнего предела диапазона измеряемы токов.. . На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 проходная характеристика устройства Устройство содержит (фиг. 1) два оптоэлектронных прибора 1 и 2, като ды фотодиодов которых подключены к положительному полюсу +Е источни питания, аноды - к входам дифференциального выходного усилителя 3, к выходу которого подключен регистрирующий прибор 4, а светодиоды оптоэлектронных приборов 1 и 2 соединен последовательно. Кроме того, устрой ство содержит два диода 5 и 6, соединенные последовательно через потен циометр 7, средний вывод которого через измерительньй резистор 8 подключен к среднему выводу двух полярного источника питания (не показан). При этом анод диода 5 подключен к аноду светодиода оптоэлектронного прибора 1 и к положительному полюсу +Ер|- двухполярного источника питания, отрицательный полюс -Е которого подключен к катодам диода 6 и светодиода оптоэлектронного прибора 2. Кроме того, устройство снабжено двумя транзисторами 9 и 10 противоположной проводимости и дифференциальным усилителем 11, инвертирующий вход которого соединен с средним выводом двухполярного источника питания, а неинвертирующий - с коллекторами транзисторов 9 и 10 и средним вьтодом потенциометра 7. Выход дифференциального усилителя 11 через последовательно соединенные резисторы 12-14 соединен с катодом светодиода вптоэлектронного прибора с анодом светодиода оптоэлектронного прибора 2 и эмиттерами транзисторов 9 и 10. При этом база транзистора 9 обратной проводимости подключена к катоду диода 15, анод котороговключен между последовательно включенным резисторами 12 и 13, база транзистора 10 прямой проводимости соединен с анодом диода 16, катод которого включен между последовательно сое1диванными резисторами 13 и 14. /Хля включения в цепь контролируемого тока устройство снабжено входными зажимами 17 и 18. Устройство работает следующим образом. Устройство включают в цепь контролируемого тока, входящими зажимами 17 и 18. В исходном состоянии, когда контролируемый ток равен нулю, потенциометром 7 токи светодиодов оптоэлектронных приборов 1 и 2 и соответственно токи Их фотодиодов устанавливают таким.образом, чтобы выходной сигнал выходного дифференциального усилителя 3 бьш равен нулю. Для нормальной работы оптоэлектронных приборов 1 и 2 рабочий диапазон токов оптоэлектронных приборов 1 и 2 выбирают так, чтобы он находился на линейном участке передаточной характеристики. В указанном исходном состоянии транзисторы 9 и 10 закрываются. При наличии контролируемого тока на измерительном резисторе 8 возникает падение напряжения U/;( (фиг. 1)-той или иной полярности в зависимости от направления контролируемого тока. Под действием этогхэ сигнала на выходе дифференциального усилителя 11 возникает ток соответствующего направления и изменяет в противоположных направлениях токи светодиодов оптоэлектронных приборов 1 и 2. При этом на дифференциальных входах выходного дифференциального усилителя 3 начинают протекать .токи, раз-, ность которых обуславливает появление сигнала на его выходе и соответственно на входе регистрирующего прибора 4. При малых входных сигналах противоположное изменение токов светоди- одов оптоэлектронных приборов 1 и 2 происходит за счет изменения выходного тока дифференциального усилителя 11, имеющего большой коэффициент усиления. При этом области малых значений входного сигнала соответствует участок I (фиг. 2) проходной характеристики, имеющий большую крутизну. При дальнейшем увеличении входного сигнала дифференциальный усилитель 1 1 насьщ4ается, и в зависимости от полярности входного сигнала один из транзисторов 9 и 10, которые управляются дифференциальным усилителем 11 через

31

диоды 15 и 16 последовательно соединенные резисторы 12-14, открьшается и шунтирует этот усилитель 11. При этом дальнейшее изменение токов светодиодов оптоэлектронрых приборов 1 и 2 происходит за счет тока, который поступает через открытый транзистор 9 или 10 непосредственно с измерительного резистора 8. Таким образом, кoэффициeнf усиления всего устройства.в целом для малых входных

пг

808014

.сигналов оказывается выше, чем для остальногодиапазона.После насыщения дифференциального усилителя 11 производная характеристика устройства определяется участком .J (фиг. 2) с меньшей крутизной. Наличие такой характеристики позволяет повысить чувствительность устройства в области малых значений контролируемого тока 10 при сохранении верхнего предела диапазона измеряемых токов.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТОКА, содержащее измерительный резистор, выводы которого связаны с входными зажимами устройства, предназначенньми для включения в цепь контролируемого тока, два диода, анод первого из которых соединен с положительным полюсом, двухполярного источника питания, а катод второго диода подключен к его отрицательному полюсу, потенциометр, крайние выводы которого раздельно соединены с катодом первого и анодом второго диодов, а средний вывод подключен к одному выводу измерительного резистора, второй вывод которого.соединен со средним выводом двухполярного источника питания, два оптоэлектронных прибора, катоды фотодиодов которых подключены к положительному полюсу второго источника питания, отрицательный полюс которого соединен с общей шиной, дифференциальный усилитель, входы которого раздельно соединены с анодами фотодиодов оптоэлектронных приборов, а к выходу подключен регистрируюй ий прибор, светодиоды оптоэлектронных приборов соединены последовательно, при этом анод одного светодиода соединен с положительным полюсом двухполярного источника питания, а катод второго связан с его отрицательным полюсом, отличающееся тем, что, с целью повьшения чувствительности, в него дополнительно введены два транзистоS ра противоположной проводимости и второй дифференциальный усилитель, инвертирующий вход которого соединен со средним выводом двухполярного источника питания, неинвертирующий вход связан с коллекторами транзисторов и .одновременно подключен к среднему выводу потенциометра, а выход через три дополнительно введенэо ных резистора, соеди сенных последоо вательно, присоединен к объединенным 00 выводам катода и анода светодиоо дов оптоэлектронных приборов, к которым одновременно подключены эмиттеры транзисторбв, базы которых черезТ ополнительно введенные третий и четвертый диоды раздельно связаны с объединенными выводами первого и второго, второго и третьего резисторов, подключенных к выходу второго дифференциального усил 1теля.