Измерительный преобразователь тока Советский патент 1988 года по МПК G01R19/00 

(Л

00

со

С5

о

о

Cpufi

Выход

о

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для бесконтактного измерения построянного и переменного токов

Цель изобретения - повьппение быстродействия преобразования путем уменьшения времени установления выходного сигнала устройства.

На фиг.1 приведена функтщональ- Вая схема устройства; на фиг.2 - врейенные диаграммы, поясняющие его ра- оту.

; Устройство содержит генератор 1 Импульсов, пороговьш элемент 2, фор- йирователь 3 стробир тощих импульсов,, блок 4 выборки-хранения, интегратор 5, фильтр 6 нижних частот, первый резистор 7, преобразователь на- Ьряжения в ток на втором резисторе 8 магнитный модулятор 9, имеющий ферромагнитный сердечник 10, обмотку 11 |возбуждения, -входную обмотку 12, Выходную обмотку 13 и обмотку 14 ком- Ьенсации.

Выкод генератора 1 через резис- top 7 соединен с обмоткой 11 возбуж:е- Ния магнитного модулятора 9. К входу Устройства подключен фильтр 6 нюкних частот, к выходу которого подключена |входная обмотка 12 магнитного модуля fropa 9, его выходная обмотка 13 соед йена с входом порогового элемента 2,, К выходу которого через формирователь 3 стробирующих импульсов подключен вход стробирования блока 4 выборки-хранения. Его вход подключен К выходу генератора 1, а выход - к ВХОДУ интегратора 5. Компенсационная обмотка 14 через резистор 8 соеди- йена с. выходом интегратора 5 и выходом устройства.

Устройство работает следующим образом. При отсутствии тока во входной обмотке 12 магнитного модулятора 9 скважность импульсов, снимаемых с выходной обмотки 13, равна двум (фиг.26). Скважность выходного напряжения порогового элемента 2 такж:е; близка к двум (фиг,2). Скважность

отличная от двух вызывается неидеальностью характеристики порогового элемента 2. Формирователь.3 стробирующих импульсов вьфабатывает им- йульсы, которые привязаны к переднему фронту выходных импульсов поре Рового элемента 2. В моменты поступления стробирующих импульсов блок 4 выборки-хранения производит выборку

„

Q

5 0 5

0 д

5

0

5

из треугольного напряжения генератора 1 возбуждения (диаграммы гид на фиг,2), Выбранное напряжение интегрируется интегратором 5 и преобразуется с помощью резистора 8 в ток, которьп поступает в компенсационную обмотку 14 магнитного модулятора 9.

Благодаря введению интегратора 5 и компенсационной обмотки 14 преобразователь тока охвачен глубокой отрицательной обратной связью. При этом магнитные потоки входной и компенсационной обмоток направлены встречно и в режиме полной компенсации поток в сердечнике 10 магнитного модулятора 9 определяется током возбуждения. Однако за счет конечного коэффициента усиления звеньев цепи прямой передачи, в которую входят ПОРОГОВЫЙ элемент 2, блок 4 выборки-хранения и интегратор 5j имеется опшбка статизма, из-за которой в сердечнике 10 магнитного модулятора создается разностный магнитный поток потока компенсации и потока,, вызываемого измеряемым током.

При поступлении входного тока, которьш протекает по обмотке 12, в сердечнике модулятора 9 создается магнитный поток, пропорциональный: входном току, изменяется скважность импульсов выходной обмотки 13 (диаграмма б, штриховая линия на фиг.2). Изменяется также скважность выходных импульсов порогового элемента 2 и, соответственно, фаза d появления стробирующих импульсов по отношению к треугольному напрянсению генератора 1 Напряжение выборки на выходе блока 4 выборки-хранения не равно нулю, его интегрирование приводит к появлению тока компенсации, протекающего по обмотке 14 компенсации. В установившемся режиме выходное напряжение устройства определяется произведением тока компенсации на величину сопротивления резистора 8. Фильтр б нижних частот подавляет высшие гармонические составляющие во входном сигнале и может быть вьшолнен в виде интегрирующей КС-цепи. При этом величина сопротивления резистора этой цепи определяет входное сопротивление устройства по постоянному току. Так как все устройство охвачено глубокой отрицательной обратной связью, то результирующий магнитньш поток в сердечнике 10 магнитного модулятора 9 определяется. в установившемся режиме суммой потока возбужления и разностным потоком за счет протекания измеряемого тока во входной обмотке и тока компенсации. При коэффициенте передачи к 1 цепи преобразования разностного потока в ток компенсации величина раз- костного магнитного потока составляет доли процента от потока возбуждения.

Ф

ормула изобретения Измерительный преобразователь тока, содержащий магнитный модулятор с входной, компенсационной и выходнойJ5 обмотками, пороговый элемент, входы которого подключены к выходной обмотке магнитного модулятора, интегратор, выход которого через преобразователь напряжения в ток подключен к компен- 20 сационной. обмотке магнитного модуля-, , фильтр нижних частот, и ре- .

5 0

3НСтор, отличающийся тем, что, с целью повьшения быстродействия преобразования, в него введены генератор импульсов, блок выборки- хранения и формирователь стробирую- щих импульсов, а магнитньр модулятор снабжен обмоткой возбуждения, причем вход блока выборки-хранения подключен к выходу генератора импульсов, выход порогового элемента через формирователь стро.бирующих импульсов соединен с входом стробирования блока, выборки-хранения, к выходу которого подключен вход интегратора, выход интегратора подключен к выходу устройства, обмотка возбуждения магнитного модулятора, через резистор подключена к выходу генератора импульсов, а входная обмотка - через фильтр нижних частот - к входу устройства.

Изобретение может быть использовано для бесконтактного измерения постоянного и переменного тока. Цель изобретения - повышение быстродействия устройства. Преобразователь содержит пороговый элемент. 2, интегратор 5, фильтр 6 нижних частот, магнитный модулятор 9с ферромагнитным сердечником Ю и обмотками компенсал ции 14, возбуждения 11, входной 12, выходной 13 и резисторы 7, 8. Введение генератора 1 импульсов, блока 4 выборки-хранения, формирователя 3 стробирующих импульсов и образование новых функциональных связей уменьшает время устаиовлення выходного сигнала устройства. 2 ил.

а

f OMMt/ma aanvMtUf помехо,

Фа, г

Составитель с.Рыбин Редактор А.Маковская Техред М.Ходанич Корректор И.Муска

Заказ 2492/47Тираж 772Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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