Измерительный преобразователь постоянного тока Советский патент 1987 года по МПК G01R19/20 

Изобретение относится к электро измерениям и может быть использова но в приборах для измерения постоянного тока большой величины.

Цель изобретения повьшение точности путем ументжения магнитной связи между рабочими и компенсационной обмотками, а также изменения тока смещения в зависимости от токов рабочих обмоток.

На фиг. 1 представлена структурная схема измерительного преобразователя; на фиг. 2 - электрическая схема вентильного блока.

Измерительный преобразователь постоянного тока содержит первый 1 и второй 2 магнитопроводы, магнитный экран 3. На первом магнитопро- воде 1 размещена первая рабочая обмотка 4, а на втором магнитопрово- де 2 - вторая рабочая обмотка 5. На обоих магнитопроводах 1 и 2 одновре- менно размещены обмотка 6 смещения, компенсационная 7. и измерительная 8 обмотки. Источник 9 переменного тока подключен к входу вентильного блока 10, первая пара выходных выводов которого подключена к рабочей обмотке 4, а вторая - к рабочей обмотке 5. Источник 11 постоянного тока соединен первым выводом с первым выводом обмотки 6 смещения, а вторым выводом - с вторым выводом этой же обмотки через эталонный резистор 12, выводы которого подключены к третьей паре выходных выводов вентильного блока 10 и к входу усилителя 13 постоянного тока, параллельно выходу которого подключен шунтирующий резистор 14. Первый выходной вывод усили- теля 13 подключен к первому выводу компенсационной обмотки 7, второй вывод которой через измерительный прибор 15 подключен к второму выходному выводу усилителя 13. Измеритель ная обмотка 8 подключена к выводам- зажимам 16 и 17.

Вентильный блок 10 содержит еле-

дующие пары входных.и выходных выво- 50 приложено к входу усилитедов-зажимов: пару входных зажимов 18 и 19, первую 20 и 21, вторую 22 и 23 и третью 24 и 25 пары выходных зажимов. Первый вьпсодной зажим 20 первой пары соединен с первым выходным зажимом 24 третьей пары и анодом первого диода 26. Второй выходной зажим 21 первой пары соединен с анодом второго диода 27. Первый вы

35 40 45

ходной зажим 22.второй пары соединен с катодом третьего диода 28, второй выходной зажим 23 соединен с вторым выходным зажимом 25 третьей пары и катодом четвертого диода 29. Катод первого диода 26 соединен с анодом четвертого диода 29 и вторым входным зажимом 19. Катод второго диода 27 соединен с анодом третьего диода 28 и первым входным зажимом 18. Анод второго диода 27 соединен с катодом третьего диода 28 через резистор 30.

Измерительный преобразователь постоянного тока работает следующим

5 образом.

Измеряемьй ток I, протекая через измерительную обмотку 8 с числом витков W, создает магнитодвижущую силу IW в магнитопроводах 1 и 2 и магнитном экране 3. Через обмотку 6 смещения с числом витков W протекает ток Ip от источника 11 постоянного тока, который создает в магнитопроводах 1 и 2 магнитодвижущую силу ICH,WP , совпадающую по направлению с магнитодвижущей силой IW.

Выходной ток источника 9 переменного тока протекает через вентильный блок 10 и через рабочие обмотки

4 и 5 ( kaждaя с числом витков Wp) и представляет собой переменный ток практически прямоугольной формы с амплитудой IP. После преобразования этого тока в вентильном блоке 10 на выходе последнего получают постоян0

5

ный ток величиной 1р. Выходной ток 1 вентильного блока подводится к двум параллельным , включающим эталонный резистор 12 и обмотку 6 смещения, причем, так как в цепи обмотки 6 смещения включен источник 11 постоянного тока, ток через обмотку 6 равен 1с,.

Через эталонный резистор 12 протекает разностньш ток I| -Ip-Ij., так как в последнем указанные токи имеют встречное направление. Падение напряжения на эталонном резисторе 12

приложено к входу усилителя 13 постоянного тока (R,, - номиэг

нальная величина эталонного резистора 12). Измерительный преобразователь является замкнутой системой ав- 55 томатического регулирования следящего типа и напряжение Ц является действующим рассогласованием в контуре следящей системы. Под действием напряжения Uj, на выходе усилителя 13 постоянного тока появляется ток, одна часть кот орого протекает через шунтирующий резистор 14, а другая, равная 1, - через последовательно соединенные измерительный прибор 15 и компенсационную обмотку 7 с числом витков W, Тогда

1.

KUg, где К - коэффициент передачи усилителя 13 постоянного тока.

Условие баланса всех м.д.с., действующих на магнитопроводы 1 и 2 (при обычных упрощающих допущениях), можно представить в виде

IW +

IpWp

IK KПри большом коэффициенте передачи К усилителя 13 постоянного тока статическое рассогласование, в замкнутом контуре следящей системы имеет малую величину. Ввиду малости Up можно считать, что , кроме того, с учеполучают

-

том условия W... W,

см

I I,W,/W.

Величина измеряемого тока I определяется умножением показаний измерительного прибора 15 на коэффициент , определяемый чисто конструктивными параметрами устройства.

Надежная работа измерительного преобразователя обеспечивается соответствующим выбором I по сравнению с I с учетом числа витков W и ,, а именно:

-I.W

с

0,

где

т

амплитуда случайного отрицательного импульса тока в измерительной обмотке 8 устройства, возникающего вследствие, например, переходного процесса в исследуемом объекте.

Вентильный блок (фиг. 2) обеспечивает уменьшение пульсаций тока 1„ (и соответственно напряжения U). Уменьшение пульсаций тока в эталон- .ном резисторе 12 достигается вследствие частичного наложения полуволн токов, формирующихся в первой 4 и второй 5 рабочих обмотках. Резистор 30 обеспечивает более глубокое нacьш eниe магнитопроводов 1 и 2 в нерабочие для них части периода напряжения источника 9 переменного тока, что увеличивает наложение пол

JO

2918894

волн токов обмоток 4 и 5 и, таким образом, способствует у 1еньшению пульсаций напряжения U при использовании измерительного преобразователя в режиме измерения малых токов и при малом значении (.

Благодаря уменьшению пульсаций напряжения U | достигается расширение полосы пропускания следящей системы и, следовательно, улучшение её динамических характеристик, что обеспечивает уменьшение динамической ошибки измерительного преобразователя.

Введение магнитного экрана 3 ос- 5 лабляет связь между рабочими 4 и 5 и компенсационной 7 обмотками, вследствие чего уменьшается прохождение паразитной переменной составляющей тока из цепи возбуждения в цепь измерительного прибора 15. Кроме того, магнитный экран 3 обеспечивает прямую магнитную связь измерительной 8 и компенсационной 7 обмоток, благодаря чему обеспечивается передача переменной составляющей измеряемого тока в цепь измерительного прибора 15, что также обеспечивает уменьшение динамической ошибки измерительного преобразователя.

20

25

30

Передача переменной составляющей измеряемого тока из измерительной обмотки 8 в цепь компенсационной обмотки 7 осуществляется с минималь35 ными искажениями, если узел, включающий обмотку 8, магнитный экран 3 и обмотку 7, работает в режиме трансформатора переменного тока. Режим трансформатора тока достигается при

40 коротком замыкании вторичной обмотки (в данном случае обмотки 7). Шунтированный резистор 14, включенный параллельно выходному сопротивлению усилителя постоянного тока 13 и

45 обеспечивающий режим работы обмотки 7, близкой к короткому замыканию, способствует уменьшению динамической ошибки измерительного преобразователя.

Формула изобретения

1. Измерительный преобразователь постоянного тока, содержащий первый и второй магнитопроводы, на первом из которых размещена первая рабочая обмотка, на втором - вторая, на обоих магнитопроводах одновременно размещены обмотка смещения, компенсационная и измерительная обмотки, вентильный блок с двзгмя входными выводами, первый из которых подключен к первому выходному выводу источни-. ка переменного тока, первый выходной вывод вентильного блока соединен с вторым через последовательно включенные источник постоянного тока и обмотку смещения, первый вывод компенсационной обмотки соединен с первым выводом измерительного прибора, а выводы измерительной обмотки соединены с входными -шинами, о т л и - чающийся тем, что, с целью повышения точности, в него дополнительно введены эталонньш резистор, усилитель постоянного тока и шунтирующий резистор, при этом магнито- проводы помещены в магнитньй экран.

поверх которого размещены измеритель-20 второй дополнительньй пары выводов.

ная и компенсационная обмотки, вентильный блок выполнен с дополни- тельными двумя парами выходных выводов, к каждой из.которых подключена

одна из рабочих обмоток, второй вход- 25 торый соединен также с ной вывод вентильного блока соединен с вторым выходным выводом источника переменного тока, между первым и вторым выходными выводами вентильного блока включен эталонный резистор, 30

второй вывод первой дополнительной пары подключен к аноду третьего диода и через резистор - к второму выводу второй дополнительной пары, кокатодом четве

того диода,.катод первого диода и анод второго диода соединены с первы входным выводом, а катод третьего диода и анод четвертого - с вторым входным выводом.

20 21

Составитель А. Пучковский Редактор И. Дербак Техред Л.Сврдюкова Корректор А. Обручар

Заказ 227/43 Тираж 731 . Подписное ВНШШИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. А/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

18896

кроме того они подключены к входу усилителя постоянного тока, параллельно выводам которого подключен шунтирующий резистор, первый вывод которого подключен к второму выводу компенсационной обмотки, а второй вывод - к второму вьгеоду измерительного прибора.

2. Преобразователь по п.1, отличающийся тем, что вентильный блок выполнен из первого, второго-, третьего, четвертого диодов и резистора, при этом выходной .

вывод соединен с анодом первого диода и первым выводом первой дополни- тельной пары выходных выводов, второй выходной вывод соединен с катодом второго диода и первым выводом

торый соединен также с

второй вывод первой дополнительной пары подключен к аноду третьего диода и через резистор - к второму выводу второй дополнительной пары, кокатодом четвер

того диода,.катод первого диода и анод второго диода соединены с первыь) входным выводом, а катод третьего диода и анод четвертого - с вторым входным выводом.

22 23

Фиг.2

Изобретение относится к электронике. Цель - повышение точности измерительного преобразователя постоянного тока (ИШ1Т). ИШ1Т содержит магнитопроводы 1 и 2 с обмотками рабочими 4 и 5,смещения 6,компенсационной 7 и измерительной 8, магнитный экран 3, источник (И) 9 переменного тока, вентильный блок 10, И 11 постоянного тока. Для достижения цели в ИППТ введены эталонный резистор 12, усилитель 13 постоянного тока, шунтирующий резистор 14, магнитопроводы 1 и 2 помещены в магнитный экран 3, а вентильный блок 10 имеет.выходные выводы 24 и 25. Изобретение уменьшает магнитные связи между компенсационными 7 и измерительными 8 обмотками, а также изменяет ток смещения в зависимости от токов измерительных обмоток 8. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. (О Фиг