Устройство для измерения переменных токов Советский патент 1962 года по МПК G01R19/20 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕННЫХ ТОКОВ

Заявлено 6 мая 1961 т. за № 729194/26-10

в Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР Опубликовано в «Бюллетене изобретений Лг 20 за 1962 г.

В приборах для измерения переменных токов известно использование тороидальных трансформаторов с неферромагнитным сердечником совместно с пассивным (не электронным) интегратором для измерения переменных токов любой амплитуды и формы. Однако на низкой частоте при измерении слабых токов известные приборы вследствие низкой чувствительности имеют значительную амплитудную погрешность, а также дополнительную погрешность, обусловленную непосредственным включением нагрузки параллельно интегрируюш,ей емкости.

В предлагаемом устройстве для измерения переменных токов относительно малой амплитуды и частоты использованы тороидальный трансформатор с ферромагнитным сердечником совместно с электронным инегратором. Это повышает чувствительность и точность измерения.

На чертеже изображена структурная схема предлагаемого устройства для измерения переменных токов.

Устройство содержит трансформатор / с ферромагнитным сердечником, активное сопротивление 2 и емкость 3 интегрируюндей цепочки, электронный усилитель 4 с большим отрицательным коэффициентом усиления 10, Юз при разомкнутой обратной связи.

Под действием переменного магнитного поля измеряемого тока ii во вторичной обмотке трансформатора 1 индуктируется э. д. с.

где: М - Wi- Gj - взаимная индуктивность обмоток трансформатора; Wi и W2 - число витков первичной и вторичной обмоток трансфорЛЮБОЙ ФОРМЫ

dt

№ 150927

матора; G, --- магнитная проводимость сердечника трансформатора;

- первая производная по времени измеряемого тока. dt

При помощи электронного интегратора 5 производится интегрирование э. д. с. 62. Снимаемое напряжение еых повторяет закон изменения тока г .

Напряжения и ток в цепи интегрирования связаны между собой соотношениями:

и zU A-U I

откуда:г///

вых- с

и ток

еа - Цех 2 /ч t/,

где: 4, Vс ex и f/ выу - соответственно мгновенные значения тока в цепи интегрирования, напряжения на емкости 5, падения напряжения на индуктивности 6 и напряжений на входе и выходе усилителя.

По сравнению с пассивным интегратором рассматриваемая электронная схема уменьшает при прочих равных условиях относительную ошибку интегрирования в 1 + ц раз. При достаточно большом коэффициенте усиления 1я можно без ущерба для точности подобрать произведение сопротивления 2 и емкости 3 так, чтобы IJ было значительно больше интегрируемой э. д. с,- (в этом случае одновременно с интегрированием происходит усиление сигнала). Неизбежные флюктуации в величине коэффициента усиления усилителя, связанные с его нестабильностью, практически не сказываются на точности интегрирования. Например, если относительная погрешность интегрирования при данном коэффициенте усиления 0,01%, то уменьшение коэффициента усиления в 10 раз увеличит относительную ошибку до 0,1%. В случае измерения очень малых токов может появиться необходимость в дополнительном усилении сигнала, для чего используется один или несколько каскадов умножения 7, построенных по принципу электронного интегратора, с той лишь разницей, что вместо емкости 3 включается активное сопротивление 5.

Пре-дмет изобретения

Устройство для измерения переменных токов любой формы, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности и точности измерения слабых токов малой частоты, в нем использованы тороидальный измерительный трансформатор с ферромагнитным сердечником, охватывающий токонесущий провод, и электронный интегратор, интегрирующий напряжение трасформатора, пропорциональное производной измеряемого тока.

V t-r . e. 7 + J

I - L . 1 p ni

/777.//т /777,/777,

.., 1 I- - - -- «- I - - -- -