Измерительный преобразователь Советский патент 1991 года по МПК G01R19/22 

Изобретение относится к измерительной технике и электротехнике, в частности к устройствам, преобразующим сигналы трансформаторов тока и напряжения в гальванически развязанные сигналы для микроэлектронных схем управления.

Целью изобретения является повышение точности, расширение частотного диапазона в сторону низких частот и расширение динамического диапазона в сторону больших сигналов.

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Измерительный преобразователь содержит трехобмоточный трансформатор 1 с входной обмоткой 2, измерительной 3 и компенсационной 4 обмотками, причем начало измерительной обмотки 3 соединено с инвертирующим входом операционного уси- лмтеля 5. выход которого соединен с входом

усилителя 6 тока, выход которого соединен с началом компенсационной обмотки 4 и входом инвертирующего интегратора 7, выход которого соединен с неинвертирующим входом операционного усилителя 5, конец компенсирующей обмотки 4 соединен с одним выводом нагрузочного резистора 8 и входом усилителя 9 напряжения, выход которого через фильтр 10 высокой частоты соединен с выходом 11. второй вывод нагрузочного резистора 8 и конец измерительной обмотки 3 соединены с общей шиной, начало и конец входной обмотки 2 через резистор 12 (при токовом входном сигнале резистор 12 отсутствует) соединены с входами 13 и 14 соответственно.

Измерительный преобразователь работает следующим образом.

Входной сигнал, протекающий по входной обмотке 2, возбуждает магнитный поток

О

о

4 О GJ

в сердечнике трансформатора 1 и соответственно наводит ЭДС в обмотке 3, который усиливает операционным усилителем 5. Сигнал с выхода операционного усилителя 5 усиливается усилителем 6 тока и поступает в компенсационную обмотку 4. Ток в обмотке 4 приводит к появлению компенсирующего магнитного потока в сердечнике трансформатора 1. В резисторе 8 выделяется сигнал, пропорциональный входному сигналу.

Инвертирующий интегратор 7 обеспечивает фазовый сдвиг в цепи обратной связи, при этом фазовый сдвиг определяет степень компенсации остаточного магнитного потока в сердечнике трансформатора 1, которая, в своюочередьдовисит от постоянной времени интегратора 7, причем большей постоянной времени интегратора 7 соответствует меньший сдвиг фазы.

Усилитель 9 напряжения поднимает уро- вень выходного сигнала до требуемой величины, а фильтр 10 высокой частоты устраняет влияние постоянной составляющей, а частота среза фильтра 10 выбирается из условия искажения фазы полезного сигнала.

Формула изобретения

1. Измерительный преобразователь, содержащий трехобмоточный трансформатор, входная обмотка которого соединена с источником входного сигнала, конец измерительной обмотки соединен с общей шиной, нагрузочный резистор первым выводом соединен с концом компенсационной обмотки и выходом устройства, а вторым выводом соединен с общей шиной, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, расширения частотного диапазона в сторону низких частот и динамического диапазона в сторону больших сигналов, в него введены усилитель тока и инвертирующий интегратор, причем начало измерительной обмотки трансформатора соединено с инвертирующим входом операционного усилителя, выход операционного усилителя через последовательно соединенные усилитель тока и инвертирующий интегратор соединен со своим неинвертирующим входом, а выход усилителя тока также соединен с началом компенсационной обмотки трансформатора.

2. Преобразователь по п. 1, о т л и ч a tout и и с я тем, что первый вывод нагрузочного резистора соединен с выходом устройства через последовательно соединенные усилитель напряжения и фильтр верхних частот.

Изобретение относится к электроизмерениям, в частности преобразователям сигналов для микроэлектронных схем управления. С целью повышения точности, расширения частотного диапазона в сторону низких частот и расширения динамического диапазона в сторону больших сигналов в устройство введены усилитель 6 тока, инвертирующий интегратор 7, усилитель 9 напряжения и фильтр 10 высокой частоты. Измеряемый сигнал поступает на входную обмотку 2 трансформатора 1. Сигнал с измерительной обмотки 3 усиливается операционным усилителем 5 и усилителем бив виде тока поступает в компенсационную обмотку 4, а на резисторе 8 выделяется сигнал, пропорциональный входному сигналу. Интегратор создает необходимый фазовый сдвиг в цепи обратной связи, а фильтр 10 отделяет постоянную составляющую. 1 з.л. ф-лы, 1 ил.

П