Устройство для измерения постоянного тока Советский патент 1986 года по МПК G01R19/20 

1чЭ

со Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в качестве высокочувствительного измерителя постоянного тока с гальванической развязкой между цепью измеряемого тока и входом устройства. . Цель изобретения - повышение точности измерения постоянного тока за счет исключения динамической и дрейфовой составляющих погрешности измерения, а также погрешности, обусловленной неидентичностью сердечников. На фиг. 1 приведена функциональна схема устройства, на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу. Устройство содержит магнитный пре . образователь на ферромагнитных сердечниках 1 и 2 с входными обмотками 3 и 4,обь1отками 5 и 6 возбуждения,с диненными с выходом генератора 7 за тухающих колебаний, компенсационными обмотками 8 и 9, включенными между выходом элемента 10 обратной связи и входом преобразователя 11 тока в напряжение встречно по отношению к входньЫ обмоткам 3 и 4, и с выходны ми обмотками 12 и 13, подключенными к информационному входу интегратора 14, ключ 15, информационный вход которого .подключен к преобразователю .11 тока в напряжение, а выход - к входу запоминающего элемента 16, син

хронизатор 17, к первому выходу которого подключен управляющий вход генератора 7 затухающих колебаний, к второму - управляющие входы ключа 15 И запоминающего элемента 16, а к третьему - управляющий вход интегратора 14, выход которого соединен с входом элемента 10 обратной связи. В основу работы устройства положен принцип компенсации намагничивающего действия входного тока на каждом отдельном цикле возбуждения.

Устройство работает следуюп:;им образом.

Синхронизатор 17 периодически (Uci на фиг. 2 б) запускает генератор 7, вырабатывающий пакеты затухающих колебаний тока (фиг. 2 в), протекающего по обмоткам 5 и 6 возбуждения и необходимого для осуще- ствления безгистерезисного намагничивания сердечников 1 и 2. Амплитудное значение напряженности возжжение на входе, а следовательно, и выходе интегратора от возбуждающего поля равно нулю - U gy U О.

Но мере уменьшения амплитуды тока возбуждения амплитуда индукции перемагничивания становится меньше индукции насьш1ения В с Вд (момент t tj + л tg на фиг. 2 в, г) и совместное действие возбуждающего поля и постоянного по характеру входного тока (фиг. 2 а) начинает вызывать безгистерезисное намагничивание сердечников 1 и 2. Среднее значение их индукции (Bqj ) до момента t tj + utj равное нулю (фиг. 2 г) начинает стремиться к величине

W

&L

Г

trLBVi

V

Включение входных 3 и 4 и выходных ,12 и 13 обмоток обеспечивает суммирование ЭДС, наводимых в выходных обмотках в результате измерения . 13а буждающего поля, создаваемого затухающим током, постепенно уменьшается от максимального, обеспечивающего техническое насьццение сердечников 1 и 2 (на фиг. 2 г до момента tj v VAt2 максимальное значение индукции в сердечниках равно индукции насыщения - В Bj), до нуля. За счет дифференциального включения обмоток 5 и 6 возбуждения относительно выходных обмоток 12 и 13 ЭДС наводимые возбуждающим полем в выходных обмотках 12 и 13, взаимно компенсируются и напряжение на входе интегратора равно - и ч ч «,х % dt где W,j, Wi3, S, , S соответственночисла витков выходных обмоток 12 и 13 и площади поперечного сечения сердечников 1 и 2; составляющие индукции, обусловленные током возбуждения в сердечниках 1 и 2. . При W,j W gy и одинаковых параметрах сердечников 1 и 2 напряИнтегратор 14, до момента t tj -л находившийся в режиме Сброс, сигналом llcj (фиг. 2 б) по управляющему входу переводится в режим интегрирование . Напряжение с выходных обмоток поступает на вход интеграто ра и напряжение на его выходе стремится к величине и„,-2Ьб. WBX Однако, как только под действием начинает изменяться среднее зна чение индукции и появляется напряже ние на выходе интегратора, в цепи компенсационных обмоток появляется ток (фиг. 2 е) Вследствие встречного включения компенсационных 8 и 9 и входных 3 и 4 обмоток, ток компенсации препятствует изменению среднего значения индукции входным током UHJ (t).,p, (t; 2- |l 2rsr-p - i,j(t) - (t). После некоторого переходного про цесса (фиг. 2 г, д, е при t 5 t. 4 ,j) устанавливается динамическое равновесие, которое также как и в прототипе, характеризуется равенством 1|, igx (фиг. 2 е). Преобразователем 11 тока ток компенсации пре образовывается в пропорциональное напряжение U Кп1к (фиг. 4 е), В момент времени t tj + Лt управля щий импульс Ut2 (фиг. 2 б) синхрони затора 17 6су1цествляет сброс предыдущего значения выходного напряжения запоминающего элемента 16, а затем замыкание ключа 15 и перезапись в запоминающий элемент 16 ново го значения выходного напряжения пре образователя 11 тока (фиг. 2 ж). Т„ (фиг tj V ati тем в момент t 2 б) интегратор 14 управляющим сигналом 1/03 синхронизатора 17 переводится в режим Сброс. После окончания j-й пачки возбуждения синхронизатор 17 сигналом Uct вновь запускает генератор 7 и процесс преобразования повторяется. Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает измерение входного тока за один цикл возбуждения. Поэтому условием отсутствия динамической составляющей погрешности является постоянство входного тока i const на протяжении упомянутого цикла ЛЦ - t (фиг. 2). Кроме того, ввиду-отсутствия операции суммирования и запоминания выходного напряжения интегратора погрешности из-за дре11фа нуля интегратора и из-за кеидентичности сердечников не накапливаются, что и приводит к повышению точности измерения. Формула изобретения Устройство для измерения постоянного тока, содержащее магнитный преобразователь на двух ферромагнитных сердечниках, имеющих входные обмотки, обмотки возбуждения, соединенные с выходом генераторазатухающих колебаний, компенсационные обмотки, включенные на выходе элемента обратной связи встречно по отношению к входным обмоткам, и выходные обмотки, подключенные к информационному входу интегратора, ключ, запоминающий элемент, синхронизатор, первый и второй выход которого подключены соответственно к управляющим входам генератора затухаюгцих колебаний и ключа, отличающееся тем, что, С целью повьшения точности, в цепь компенсационных обмоток введен преобразователь тока в напряжение, выход которого через ключ подключен к информационному входу запоминающего элемента, управляющий вход которого подсоединен к второму вькоду синхронизатора, а вход элемента обраной связи подключен к выходу интегратора, управляющий вход которого подсоединен к третьему выходу синхронизатора.

Изобретение относится к электроизмерительной технике. Цель изобретения - повышение точности измерения постоянного тока. Устройство содержит магнитный преобразователь на ферромагнитных сердечниках 1 и 2, входные обмотки 3 и 4, обмотки 5 и 6 возбуждения, генератор 7 затухающих колебаний, элемент 10 обратной связи, интегратор 14, ключ 15, запоминающий элемент 16, синхронизатор 17 и выходные обмотки 12 и 13. Введение в цепь кокшенсациоиных обмоток 8 и 9,преобразователя 11 тока в напряжение исключает динамическую и дрейфовую составляющие погрешности измерения, а также погрешность, обусловленную иеидентичностью сердечников. Устройство обеспечивает измерение входного тока за один цикл возбуждения, йоэтому условием отсутствия динамической состав- д ляющей погрешности является постоянст-.б W во входного тока на протяжении упомянутого цикла. 2 ил.