Гальваномагнитный перемножитель переменного тока Советский патент 1987 года по МПК G01R21/06 

1

Изобретение относится к элементам автоматики и может найти широкое применение для осуществления функциональных преобразований и, прежде всего, при измерении активной и реактивной мощности.

Цель изобретения - повышение точности.

На фиг.1 представлена функциональная схема перемножителя; на фиг.2 - принципиальная схема перемножителя; на фиг.З - то же, аариант исполнения .

Гальваномагнитный перемножитель содержит ферромагнитньш сердечник 1, Б котором размещен гальваномагнитный элемент 2 с подключенным к нему ис- точншсом сигнала второго сомножителя операционный усилитель (ОУ) 3, к входу которого подключен сумматор 4, к первому входу последнего через дифференциатор 5 подключен источник сигнала первого сомножителя, а к второму - первый вывод обмотки 6 ферромагнитного сердечника 1, второй вывод которой соединен с общей шиной. Выход операционного усилителя 3 под- ключен к первому выводу обмотки 7, второй вьтод которой соединен с общей ШРШОЙ,

в качестве дифференциатора 5 можно использовать конденсатор (см. фиг.2). В этом случае один вьшод обмотки 6 подключен к .сумматору 4 посредством резистора 8, причем.сумматор как отдельный элемент отсутствует, а суммирование осуществляется подтслючением сигналов к суммирующей точке 4 усилителя.

В качестве дифференциатора можно использовать также И|трансреактор (см.фиг.З) с зазором . обмотками 9 и 10, причем в обмотке 10 напряжение должно быть почти равно напряжению в обмотке 6 сердечника.

Во всех случаях к входу дифференциатора 5 подключают источник сигнала второго сомножителя.

Перемножитель работает следующим образом.

При значительном усилении ОУЗ на- гфяжение на его входе близко к нулю.

Если напряжение выхода дифференциатора 5 строго пропорционально производной напряжения источника сигнала первого сомножителя U(t)

тч - к- ЙИ .ГП

и - К j. ,()

3523882

то оно должно быть практически равно напряжению на обмотке 6 сердечника

.

(2)

dt - Ч

где W - число витков обмотки 6; S, В - сечение сердечника 1 и

индукция в нем.

Так как сигнал П,(t) переменного тока и постоянное подмагничивание в сердечнике отсутствуют, то из (2) следует, что

, . V

независимо от свойств стали сердечника, величины зазора сердечника и частоты сигналов.

Если в качестве дифференциатора

использовать конденсатор емкостью С, то на выходе ОУЗ сравниваются токи

(3)

К С, а В и. (4)

Как видно из (4), индукция в сер- 25 дечнике строго пропорциональна напряжению и, даже при сколь угодно малом зазоре, который может быть выбран из конструктивных условий, ограниченных толщиной гальваномагнитного элемен- 30 та 2.

Аналогично схеме фиг.3, где в качестве дифференциатора используется трансреак7Ор с зазором l , напряжение на обмотке 10 трансреактора 35 должно быть почти равно напряжению обмотки 6

, 8„ dij .

З.т

dt

откуда

f oWsWjoS, ц. - -

WtS-l3.,

(5)

где S, 1, - сечение и длина зазора

трансреактора;

Wg, - ЧИСЛО витков обмоток 9 и 10;

мость воздуха.

Как видно из (5), индукция строго пропорциональна току i, , а сердечник не вносит погрешности. Однако перемножитель на фиг.З менее точен, так как дифференцирование посредством трансреактора осуществляется менее точно, чем посредством конденсатора

. п

в схеме по фиг.Z.

Технико-экономическое преимущество изобретения по сравнению с перемножителем - прототипом заключается

в повытении точности за счет исключения влияния нелинейной составляющей напряженности магнитного поля в сердечнике. Так,если погрешность от нелинейности магнитной цепи в прототипе находится в пределах 0,5-1%, то погрешность измерения предлагаемым устройством не превьштает 0,1%.

Формула изобретения

Гальваномагнитный перемножитель переменного тока, содержащий ферромагнитный сердечник с зазором, в котором размещен гальваномагнитный злемент с подключенным к нему источ

2388

НИКОМ сигнала второго сомножителя, операционный усилитель, выход которого подключен к первому выводу обмотки сердечника, второй вьтод которой соединен с общей шиной, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, в него введены дополнительная обмотка сердечника, диффе д |ренциатор и сумматор, первый вход которого через дифференциатор соединен с источником сигнала первого сомножителя, второй - с чтервым выводом дополнительной обмотки сердечника, , рой вывод которой подключен к общей шине, а выход - к входу операционного усилителя.

Изобретение относится к элементам автоматики и может быть использовано для функциональных преобразований и прежде всего при измерении активной и реактивной мосщости. Цель изобретения - повышение точности - достигается за счет введения в галь- ваномагнитньш перемножитель дополнительной обмотки 7, дифференциатора 5 и сумматора 4. Кроме того, устройство содержит ферромагнитньй сердечник I, в котором размещен гальваномагнитный элемент 2, операционный усилитель 3 и обмотку 6. По сравнению с прототипом в предложенном гальванометре повышение точности обеспечивается путем исключения влияния нелинейной составляющей напряженности магнитного поля в сердечнике. При этом погрешность измерения не превьшает 0,1%, в то время как в прототипе погрешность находится в пределах 0,5-1%. 3 ил. i (Л Ui(i} СО СП ND СО 00 оо фие.1

//r/YK 4 о-11

фиг.2

фиг.З