Датчик постоянного и переменного тока Советский патент 1990 года по МПК G01R19/00 

Фив.1

Изобретение относится к электроизмерениям, может быть использовано для преобразования сигналов, пропорциональных постоянному и переменному току, с обеспечением гальванической развязки и является усовершенствованием устройства по авт.св. W 1265628.

Цель изобретения - повышение точности преобразования за счет компен- I сации в выходном сигнале датчика переменной составляющей с частотой автогенератора .

На фиг. 1 изображена электрическая схема датчика; на фиг. 2 - диаг- 1 раммы, поясняющие его работу.

Датчик тока (фиг. 1) содержит трансформатор 1, начало вторичной обмотки которого соединено с выходом дифференциального усилителя 2 и одним выво- ,2 дом резистора 3, а конец - с началом вторичной обмотки трансформатора k и одновременно -с инвертирующим входом дифференциального усилителя 2 и с одним выводом резистора Ь. Второй вывод 2 резистора 3 соединен с неинвертирующим входом дифференциального усилителя 2 и с одним выводом резистора 6, второй вывод которого присоединен к общей шине, с которой также соединен второй J вывод резистора Ь. Конец вторичной обмотки трансформатора k соединен с инвертирующим входом дифференциального усилителя 7 и с одним выводом резистора 8, второй вывод которого одновременно соединен с выходом дифференциального усилителя 7 и с входом масштабного преобразователя 9, выход которого соединен с неинвертирующим входом дифференциального усилителя }. Датчик тока также содержит операционный усилитель 10, первый вход которого подключен к выходу дифференциального усилителя 7, а выход соединен с выходным зажимом датчика, и интегриру- ющую цеп ь 11, вход которой соединен с объединенными выводами вторичных обмоток трансформаторов 1 и k,- а выход подключен к второму входу операцион

ного усилителя 10. Первичные обмотки трансформаторов 1 и k соединены последовательно согласно и предназначены для включения в цепь контролируемого тока.

Устройство работает следующим образом.

Дифференциальный усилитель 2 совместно с вторичной обмоткой трансформатора 1 и резисторами 3,Ь и 6 обра

Q ,

5

0

5

зуют автогенератор, работающий в автоколебательном режиме. При отсутствии контролируемого тока в первичных обмотках трансформаторов 1 и Ц режим работы автогенератора симметричен, так как в этом случае отсутствует под- магничивание магнитопроводов трансформаторов 1 и k контролируемым током. При этом к вторичной обмотке трансформатора 1 прикладывается переменное напряжение UA прямоугольной формы (фиг. 2), и через эту обмотку протекает ток i намагничивания (фиг.26). Этот ток создает падение напряжения на резисторе 5, которое прикладывается к входу дифференциального усилителя 7 через вторичную обмотку трансформатора 4, обуславливая на его выходе появление переменного напряжения и с частотой автогенератора (фиг, 2в). Амплитуда этого напряжения ограничена индуктивностью вторичной обмотки трансформатора Ц, но не может быть равной нулю, поскольку обмотка имеет конечную величину индуктивности. Одновременно то же падение напряжения на резисторе 5 пропорциональное току 1М намагничивания, поступает на вход интегрирующей цепи 11, на выходе которой также появляется переменное напряжение U( частотой автогенератора (фиг. 2г), причем форма этого напряжения практически совпадает с формой выходного напряжения дифференциального усилителя 7 а фаза противоположна. Поэтому после суммирования этих напряжений операционным усилителем 10 переменная составляющая с частотой автогенератора, формируемая на выходе операционного усилителя 10, т.е. на выходе датчика, снижается в раз по сравнению с прототипом (фиг. 2д) . При протекании контролируемого постоянного или переменного тока через первичные обмотки трансформаторов 1 и k появляется пропорциональная ему постоянная или переменная составляющая и в цепях вторичных обмоток трансформаторов. Для постоянной составляющей (или переменной, протекающей одновременно в первичной и вторичной обмотках) вторичная обмотка трансформатора k представляет собой малое сопротивление. При этом, ток, протекающий через вторичную обмотку трансформатора А и резистор 8, обуславливает появление на выходе дифференциального усилителя 7 напряжения, равного сум

VI VI V VI t

/WY

Изобретение относится к электроизмерениям и может быть использовано для преобразования сигналов, пропорциональных постоянному и переменному току, с обеспечением гальванической развязки. Цель: повышение точности преобразования. Датчик постоянного и переменного тока содержит трансформаторы 1 и 4 с одинаковыми коэффициентами трансформации, дифференциальные усилители 2 и 7, резисторы 3,5,6 и 8, масштабный преобразователь 9. Дифференциальный усилитель 2 совместно с вторичной обмоткой трансформатора 1 и резисторами 3,5,6 образует автогенератор, формирующий переменное напряжение прямоугольной формы. Кроме того, в датчик дополнительно введены операционный усилитель 10, интегрирующая цепь 11 и новые функциональные связи, в результате чего в выходном сигнале датчика в значительной степени компенсируется переменная составляющая с частотой автогенератора. 2 ил.