Устройство для измерения постоянного тока Советский патент 1988 года по МПК G01R19/00 

сл с

О1

11

Изобретение относится к электроизмерительной, технике и может быть использовано для бесконтактного измерения постоянного тока.

Целью изобретения является повьше- Ние надежности и безопасности эксплуатации за счет гальванической раз- Ьязки выхода устройства от источника питания. .

На чертеже изображена принципиальная электрическая схема устройства.

Устройство для измерения постоян- |ного тока содержит автогенератор с трансформаторной обратной связью, включающий трансформатор 2 с рабочи- йи 3 и 4, выходной 5, компенсационной 6 и измерительной 7 обмотками, транзисторы 8,9 и делитель 10 напряжения; диоды 1 и 12, ограничители ;13 и 14, .резисторы 15-18, конденсаторы 19 и 20, дифференциальный усили- тель 21 тока, однополупериодные вьт- рямители 22 и 23, резистор 24, клем- )мы 25 питания, входные 26 и выходные i27 клеммы.

Первый вывод выходной обмотки 5 трансформатора 2 через соединенные

0

5

5

0

трансформаторной обратной связью соединены с клеммами 25 питания.

Устройство для измерения постоянного тока работает следующим образом.

Переменное напряжение автог.енера- тора 1 наводится на компенсационной обмотке 6, выпрямляется первым и вторым однополупериодными выпрямителями 22,23 и используется для питания усилителя 2 тока. При отсутствии тока в измерительной обмотке 7 токи, потребляемые усилителем 21 тока, по обоим входам питания равны между собой. При зтом ввиду симметричности схемы автогенератора 1 на выходной обмотке 5 формируется переменное напряжение с равными полупериодами. В один из полупериодов открыт первый диод 11, в другой полупериод - второй диод 12, через которые импульсное напряжение поступает на входы соответственно первого и второго ограничителей 13 и 14. Ограниченное по амплитуде импульсное напряжение с выходов ограничителей 13 и 14 через резисторы 15 и 16 поступает на конденсаторы 19 и 20. Ввиду идентичности уровней ограничения ограничителей 13,14 и равен

Изобретение может быть использовано для бесконтактного измерения постоянного тока и позволяет повысить надежность и безопасность эксплуатации устройства. Устройство содержит автогенератор 1 с трансформаторной обратной связью, дифференци- альньш усилитель 21, конденсаторы 19 и 20 и резисторы 17 и 18. Введение диодов II и 12, однополупериодных выпрямителей 22 и 23, ограничителей 13 и 14, резисторов 15-18 позволяет за счет разделения с помощью трансформатора цепи питания и остальной части схемы обеспечить гальваническую развязку между выходом и источником питания. I ил.

;последовательно диод 11, ограничитель 30 ства полупериодов переменного напря

13 и резистор 15 подключен к первым выводам конденсатора 19 и резистора 18, второй вывод выходной обмотки 5 соединен с общей шиной и общими выво ;дами ограничителей 13 и 14, третий ; вывод выходной обмотки 5 через соеди |ненные последовательно диод 12,, огра :ничитель 14 и резистор 16 подключен к первым выводам конденсатора 20 и резистора 17, вторые выводы резисторов 17 и 18 подключены соответственно к первому и второму входам диффе- ренциального усилителя 21 тока, а вторые выводы конденсаторов 19 и 20 соединены с общей шиной, первым выводом компенсационной обмотки 6 и общими выводами однополупериодных выпрямителей 22 и 23, а второй вывод компенсационной обмотки 6 через однополупериодные выпрямители 22 и 23 подключены к соответствующим входам питания дифференциального усилителя 21 тока, выход которого соединен с первой выходной клеммой 27 и через резистор 24 - с оби1ей шиной и второй выходной клеммой 27, выводы измерительной обмотки 7 подключены к соот- ветству1аци 1 входным клеммам 26, а входы питания автогенератора 1 с

0

с

5

0

5

жения постоянные составляющие, вьще- ляемые на конденсаторах 19 и 20, равны между собой, следовательно, разность токов разряда конденсаторов 19 и 20, поступающих на входы усилителя 21, равна нулю и его выходное напряжение также равно нулю.

При протекании тока по измерительной обмотке 7 в магнитопроводе трансформатора 2 создается постоянный магнитный поток, который нарушает симметрию полупериодов напряжения автогенератора 1, в связи с чем постоянные составляющие напряжений на конденсаторах 19 и 20 изменяются, становясь неровными по величине. На входах усилителя 21 тока появляется дифференциальный сигнал, причем величина и полярность напряжения определяются величиной и направлением тока в измерительной обмотке 7. При зтом равенство токов, потребляемых усилителем 21 тока по различным входам питания, нарушается. Входной сигнал положительной полярности приводит к увеличению тока, потребляемого от первого однополупериодного вьтрями- теля 22, а при смене полярности входного сигнала возрастает потребление

от второго однополупериодного выпрямителя 23. При использовании однопо- лупериодных выпрямителей 22 и 23, токи, протекающие в разные полупериоды перемениого напряжения, оказываются неравными друг другу.

т

Постоянная составляющая тока в обмотке 6 компенсирует магнитный поток в магнитопроводе трансформатора 2, обусловленный протеканием тока по измерительной обмотке 7. При этом выходное напряжение усилителя 21 тока однозначно определяет величину то10

вого и второго конденсаторов соединены с общей шиной, а первый и второй входы питания автогенератора с трансформаторной обратной связью подключены к соответствующим клеммам питания, отличающееся тем, что, с целью повьщ1ения надежности и безопасности эксплуатации, в него введены два диода, два однополупериодных вьтрямителя, два ограничителя и три дополнительных резистора, а в транс- , форматор автогенератора с трансформаторной обратной связью введена выходка, протекающего по измерительной об-15 ная обмотка, первый вьшод которой чемотке 7.

Формула изобретения

Устройство для измерения постоянного тока, содержащее дифференциальный усилитель тока, два резистора, два конденсатора и автогенератор с трансформаторной обратной связью, трансформатор которого содержит рабочие обмотки, измерительную и компенсационную обмотки, выводы измерительной обмотки соединены соответственно с первой и второй входными клеммами, первый вывод компенсационной обмотки подключен к общей шине, первый вход дифференциального усилителя тока через первый резистор подключен к первому выводу первого конденсатора, второй вход дифференциаль ного усилителя тока через второй резистор соединен с первым выводом второго конденсатора, вторые выводы пер

вого и второго конденсаторов соединены с общей шиной, а первый и второй входы питания автогенератора с трансформаторной обратной связью подключены к соответствующим клеммам питания, отличающееся тем, что, с целью повьщ1ения надежности и безопасности эксплуатации, в него введены два диода, два однополупериодных вьтрямителя, два ограничителя и три дополнительных резистора, а в транс- , форматор автогенератора с трансформаторной обратной связью введена выход0

25

35

30

рез соединенные последовательно первый диод, первый ограничитель и третий резистор подключены к первому выводу первого конденсатора, второй вывод выходной обмотки соединен с общей шиной и общими выводами, первого и второго ограничителей, третий вывод выходной обмотки через соединенные последовательно второй диод, второй ограничитель и четвертый резистор подключены к первому выврду второго конденсатора, второй вывод компенсационной обмотки через первый и второй однополунериодные выпрямители соединен с соответствующими входами питания дифференциального усилителя тока, общие выводы первого и второго однополупериодных вьшрями- телей подключены к общей шине, а выход дифференциального усилителя тока соединен с первой выходной клеммой и через пятый резистор - с второй выходной клеммой и общей шиной.