Автоматический компенсатор постоянного тока Советский патент 1987 года по МПК G01R33/07 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для автокомпенсационного изме- рения постоянных токов и ЭДС,

Цель изобретения - повьшение точ- ности компенсации.

На фиг.1 изображена конструкция устройстваJ на фиг.2 - то же, продольный разрез; на фиг.З - электрическая схема.

Устройство (фиг.1) состоит из внутреннего магнитопровода 1, которьй с помощью ферромагнитного стержня 2.с обмоткой 3 возбуждения на нем магнитно связывает магнитопровод 1 с О-об- разным кольцевым магнитопроводом 4, полюсных наконечников 5 и 6 из ферромагнитного материала, которые магнитно связаны с помощью ферромагнитного стержня 7, укрепленного на внеш- нем полом цилиндре 8 из диамагнитного материала. Цилиндр 8 вращается вокруг торцовых дисков 9 и 10 из диамагнитного материала с помощью правой

и левой резьбы на них, из элементов

11 и 12 Холла (фиг.2), которые вставляются в воздушный зазор магнитопровода 1 и крепятся на нем с помощью держателей 13 и 14 компенсационных обмоток 15 и 16. Потенциальные элек- троды 17-1 и 17-2 (фиг.З) элементов Холла соединены между собой последовательно-согласно, а электроды 18-1 и 18-2 через фазовращатель 19 с выводами компенсационных обмоток 15 и 16 - последовательно-встречно, фазо- чувствительного усилителя 20 и реверсивного двигателя 21.

Устройство работает следующим образом.

За нулевое положение подвижной части устройства, т.е. при , принимают положение, при котором на стер жне 7 площади полюсных наконечников 5 и 6 равны между собой. В этом положении магнитные потоки, созданные обмоткой 3 возбуждения, замыкаются по левой СФл ) и по правой (ф) части устройства, т.е. равны между собой по величине. Из-за отсутствия измеряемого тока 1 на входе элементов 11 и 12 Холла выходной сигнал их и Е равняется нулю, на выходе компенсационных обмоток 15 и 16 появля- ются компенсирующие сигналы и Ец равные между собой по величине. Но из-за включения их потенциальных электродов 18-1 и 18-2 последовательно

встречно результирующий компенсирующий сигнал Е равен нулю,

При подаче измеряемого тока 1у на вход элементов 11 и 12 Холла на их выходе появляются ЭДС и , сумма которых

Е,Ехл+Ехп 1/5о-К1/Фд+Фг,), (1)

где Sp - площадь воздушного зазора

элемента;

К - постоянный коэффициент, определяемой материалами и геометрическими размерами элементов Холла.

ЭДС усиливается усилителем 20, пот дается на реверсивный двигатель 21, последний перемещает подвижную часть устройства на левую и правую сторону до тех пор, пока на выходе обмоток 15 и 16 появляется результирующая компенсирующая ЭДС Е, которая после фазовращателя 19 равна по величине ЭДС Холла Е, но со встречным направлением EJ|,, т.е. пока не выполняется условие

.0.(2)

При перемещении подвижной части i устройства на левую или сторону от нулевого положения () нарушается равенство потоков т.е. один поток по величине увеличивается, а другой уменьшается, соответственно с этим ЭДС Е и Е| на выходе обмоток 15 и 16 становятся не равными между собой, в результате чего на их выходе появляется результирующая компенсирующая ЭДС Е, которая линейно связана с углом поворота подвижной части. ЭДС после фазовращателя 19 E сравнивается с ЭДС Еу, определяемой из равенства (1) и из равенства ЕХ -Е Ц , определяем зависимость угла поворота 0 подвижной части устройства от входного измеряемого тока 1, которая после математических преобразований принимает вид

bg.

(3)

S(i - чувствительность устройства, постоянная во всем диапазоне измеряемого тока, которую можно изменить с изменением числа витков компенсирующей обмотки или с изменением площади воздушного зазора Sfl, куда вставляются элементы Холла.

Таким образом, из равенства (3) видно, что угол поворота d подвижной части линейно связан с измеряемым током 1.

Формула изобретения

Автоматический компенсатор постоянного тока, содержащий цил.индричес- кий магнитопровод, центральный магнитопровод с возможностью вращения вокруг оси, размещенные на нем полюсные наконечники, разнесенные вдоль оси магнитопровода, цилиндрические части которых имеют треугольную форму с противоположно ориентированными относительно одна другой вершинами, торцовые диамагнитные диски, отличающийся тем, что, с целью повьшения точности компенсации, в него введены расположенный на центральном магнитопроводе между полюсными

наконечниками кольцевой магнитопровод, соединяющий магнитопроводы стержень с расположенной на нем обмоткой возбуждения, два элемента Холла в центральном магнитопроводе симметрично кольцевому магнитопроводу, расположенные на центральном магнитопроводе у полюсных наконечников две встречно включенные компенсационные обмотки и последовательно соединенные фазовращатель, фазочувствительный усилитель и реверсивный двигатель, а цилиндрический магнитопровод выполнен с продольным пазом, в части которого по длине установлен ферромагнитный стержень, соединенный с валом .реверсивного двигателя, при этом один выходной электрод последовательно соединенных элементов Холла подключен к входу фазочувствительного усилителя, а другой через фазовращатель подключен к компенсационным обмоткам.

Изобретение относится к области измерительной техники. Цель изобретения - повьшение точности компенсации. Она достигается тем, что в автоматический .компенсатор постоянного тока, содержащий центральный магнитопровод (М) 1, на котором размещены полюсные наконечники (ПН) 5, 6 из ферромагнитного материала, цилиндрические части которых имеют треугольную форму с противоположно ориентированными относительно друг друга вершинами, и торцовые диамагнитные диски 9, 10, введены кольцевой М 4, стержень 7 из ферромагнитного материала, элементы Холла, которые вставляются в воздушный зазор М 1 и крепятся на нем с помощью держателей компенсационньсх обмоток, фазовращатель, фазочувстви- тельный усилитель и реверсивный двигатель, при этом кольцевой М 4 размещен на центральном М 1 между ПН 5, 6 и соединяется с ним обмоткой возбуждения 3. В описании дана электрическая схема подключения компенсатора, приведены математические зависи- мости. Изобретение может быть использовано для автокомпенсацнонного измерения постоянных токов и ЭДС. 3 ил. с SS СО О 00 со О5 fff фиг. 1

12 /4 fS

//

иг.2.

/7-Г

Ъ

Iff-2

9и,г.З

Редактор М.Бланар

Составитель Л.Устинова

Техред И,Попович Корректор Г.Решетник .

Заказ 1795/38 Тираж 731 . Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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