Измерительный преобразователь тока Советский патент 1991 года по МПК G01R19/00 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для бесконтактного преобразования как постоянного тока на фоне помех, так и переменного тока, например в качестве датчика тока утечки в устройствах селективного контроля сопротивления изоляции электроэнергетических систем переменного тока.

Целью изобретения является повышение достоверности результатов измерения постоянных токов и расширение функциональных возможностей измерительного преобразователя за счет измерения переменных токов..

На чертеже приведена функциональная схема измерительного преобразователя тока.

Измерительный преоЕразователь содержит магнитный усилитель 1 на двух ферромагнитных сердечниках 2 и 3 с входными 4,5 и выходными 6,7 обмотками, обмотками 8,9 возбуждения, соединенными последовательно друг с другом и с входами генератора 10 затухающих колебаний, дополнительными короткозамкнутыми обмотками 11,12, интегратор 13, информационные входы которого соединены с последовательно соеди- ненными выходными обмотками 6,7 и входами выпрямителя 14, а выход - с первым измерительным блоком 15, компаратор 16 напряжения, информационный вход которого соединен с выходом выпрямителя 14 и входом усилителя 17, выход которого соединен с первым входом второго измерительного блока 18, блок 19 управления,

Os

ю

о

первый, второй, третий и четвертый выходы которого подключены соответственно к управляющим входам генератора 10 затухающих колебаний, интегратора 13, компаратора 16 и второго измерительного блока 18, первый и второй управляющие входы блока 19управления подключены к выходам соответственно компаратора 16 и блока задания режима (на чертеже не показан),

Блок 19 управления содержит генератор 20 тактовых импульсов, выход которого соединен с входом счетчика 21, первый выход которого соединен с входом дешифратора 22, второй выход - с первым входом элемента И 23, выход которого соединен с одним из входов эпемента ИЛИ 24, выходы дешифратора 22 соединены соответственно: первый и второй - с входами элемента И 25, третий и четвертый - с входами третьего элемента И 26, пятый - с вторым элементом ИЛИ 27, выход которого соединен с входом элемента ИЛ И 24 и через элемент 28 задержки и одновибратор 29 с тактовым входом триггера 30, инвертирующий выход которого соединен с третьими входами и элементов И 25,26, а прямой выход - с вторым входом элемента И 23, информационный вход триггера 30 через элемент ИЛИ 31 соединен с первым управляющим входом блока 19 упрвления, второй управляющий вход блока 19 управления соединен с вторыми входами элементов ИЛИ 27, 31, выходы элементов И 25, 26, пятый выход дешифратора 22 и выход элемента ИЛИ 24 являются соответственно первым, вторым, третьим и четвертым выходами блока 19 управления.

Измерительный преобразователь тока имеет два режима работы: первый режим - измерение постоянного тока на фоне переменного с оценкой уровня переменного -, ка; второй режим - измерение перегрей .ч с, тока с блокированием информации о чине постоянного тока, в который пресс; ; зователь переводится как автоматически, в случае, если уровень переменной составляющей превышает значение, при котором обеспечивается достаточная помехоустойчивость преобразования постоянного тока, так и по желанию пользователя, в случае использования преобразователя для измерения только переменного тока.

Преобразователь работает следующим образом.

После подачи питания на схему измерительного преобразователя счетчик 21 и триггер 30 блока 19 управления устанавливаются в исходные состояния: счетчик 21 - в ноль, триггер 30 - в единичное состояние, на инверсном его выходе устанавливается лог 0. При этом на первом и втором

выходах блока 19 управления лсыаляются напряжения низкого уровня, запрещающие работу генератора 10 затухающих колебаний и интегратора 13. что эквивалентно

переводу преобразователя в режим измерения переменной составляющей I Переменное напряжение 11вых, пропорциональное переменной составляющей с выходных обмоток 67 через выпрямитель 14

0 поступает на входы компаратора 16 и усилителя 17. Компаратор 16 осуществляет сравнение напряжения UOHX, пропорционального переменной составляющей, с уровнем напряжения, при котором еще

5 обеспечивается достаточная помехоустойчивость преобразования постоянного тока По окончании длительности установочного импульса тактовые импульсы, поступающие с выхода генератора 20, начинают

0 подсчитываться счетчиком 21 и через некоторое время ti дешифратор 22 формирует управляющий импульс напряжения, который поступает на третий выход блоко 19 управления, Этот импульс производит счи5 тывание информации с компаратора 16 и через элементы ИЛИ 27,24 запускает второй измерительный блок 18. измеряющий напряжение 11вых, пропорциональное переменной составляющей S-VTOKS Bx. В случае,

0 когда уровень переменной составляющей U, превышает допустимый по условию помехоустойчивости преобразования постоянного тока, срабатывает компаратор 16 и триггер 30 остается в исходном (единичном) состо5 янии - на его инвертирующем выходе сохраняется уровень лог.О. При этом на первом и втором выходах блока 19 управления сохраняются напряжения низкого уровня, запрещающие работу генератора 10

0 затухающих колебаний и интегратора 13, - преобразователь остается в режиме измерения переменной составляющей.

ЕСЛИ же уровень переменной составляющей л не превышает предельно допусти5 мого, компаратор 16 не срабатывает и на инвертирующем выходе триггера 30 появляется уровень лог. 1, подготавливающий к работе элементы И 25 и 26. Через некоторое время (Д ц), прошедшее после окончания

0 первого управляющего импульса, дешифратор 22 формирует второй управляющий импульс напряжения, который запускает генератор 10 затухающих колебаний. Генератор 10 в свою очередь формирует пакет

5 затухающего переменного тока, подаваемого в обмотки 8,9 возбуждения

За аремя действия пакета ззтуагощих колебаний переменного ЛОЛЕ среднее значение индукции ВСр а сердечниках 2,3

преобразователя знячале, пола амплитуда

затухающего поля достаточна для насыщения сердечников 2,3 (Н3ат Нс), изменяется от некоторого начального значения ВБИ до нуля, а затем, когда амплитуда затухающего поля становится меньше коэрцитивной силы (Нзат Нс), изменяется от нуля до значения Ввг2, соответствующего магнитному полю Н-, создаваемому измеряемым постоянным входным током I . Путем

WBX

измерения среднего значения индукции ВСр определяется величина постоянного тока I-. Для измерения среднего значения индукции ВСр в преобразователе используется интегратор 13 с памятью и первый измерительный блок 15. Работой интегратора 13 управляет дешифратор 22, формирующий третий управляющий импульс напряжения через время At2, прошедшее после окончания второго управляющего импульса.

Наличие дополнительных обмоток 11, 12, соединенных между собой накоротко, приводит к уменьшению воздействия переменной составляющей l-на сердечники 2,3 преобразователя из-за возникновения в дополнительных обмотках 11, 12 размагничивающего тока 1Д. При уровнях переменной составляющей тока U, не превышающих предельно допустимых, при которых обеспечивается достаточная помехоустойчивость преобразования постоянного тока, результирующая напряженность управляющего поля не будет содержать переменной составляющей, так как будет выполняться равенство Нд -Н .

Следовательно, амплитуда напряжения Увых на выходе интегратора 13 пропорциональна только величине постоянного тока.

По окончании пакета затухающего переменного тока в обмотках 8,9 возбуждения блок 19 управления производит считывание информации с компаратора 16 и измерение при помощи второго измерительного блока 18 напряжения ивых, пропорционального переменной составляющей входного тока IBX. В зависимости от уровня напряжения ивых преобразователь, как было описано выше, переходит либо в режим измерения постоянного тока, либо в режим измерения переменной составляющей i-w,

В случае, если необходимо измерять только переменный ток, преобразователь может переводиться в режим измерения переменного тока пользователем. В этом случае от блока задания режима на второй вход блока 19 управления подаются импульсы напряжения, которые блокируют работу генератора 10 и интегратора 13 и разрешают работу второго измерительного блока 18.

Формула изобретения 1. Измерительный преобразователь тока, содержащий магнитный усилитель на двух ферромагнитных сердечниках, имею- щий две входные обмотки, две обмотки воз- буждения, соединенные с выходом генератора затухающих колебаний, две выходные обмотки, соединенные последовательно, подключенные к информационным

0 входам интегратора, выход которого подключен к входу первого измерительного блока, две дополнительные обмотки, нанесенные на оба сердечника и включенные в замкнутый контур, отличающийся тем,

5 что, с целью повышения достоверности измерения постоянных токов и расширения функциональных возможностей измерительного преобразователя за счет обеспечения измерения переменных токов, в него

0 дополнительно введены выпрямитель, входы которого подключены соответственно к входам интегратора, компаратор и усилитель, входы которых подключены к выходу выпрямителя, второй измерительный блок,

5 подключенный к выходу усилителя, блок управления, первый, второй, третий и четвертый выходы которого подключены к управляющим входам соответственно гзне- ратора затухающих колебаний, интеграто0 ра, компаратора и второго измерительного блока, первый и второй управляющие входы блока управления подключены к выходам соответственно компаратора и блока задания режима.

5 2. Преобразователь тока по п.1. о т п и - чающийся тем, что блок управления содержит генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с входом счетчика, первый выход которого соединен с входом

0 дешифратора, а второй выход - с первым входом первого элемента И выход которого соединен с одним из входов первого элемента ИЛИ, первый и второй выходы дешифратора соединены соответственно с

5 входами второго элемента И, третий и четвертый - с входами третьего элемента И, пятый соединен с входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ и третьим

0 выходом блока управления и через элемент задержки и одновибратор с тактовым входом триггера, инвертирующий выход которого соединен с третьими входами второго и третьего элементов И, а прямой выход - с

5 вторым входом первого элемента И. информационный вход триггера через третий элемент ИЛ И соединен с первым управляющим входом блока управления, второй управляющий вход блока управления соединен с вторыми входами второго и третьего элементов ИЛИ, выходы второго и третьего эле- являются соответственно первым, вторым и ментов И и выход первого элемента ИЛИ четвертым выходами блока управления.

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для бесконтактного преобразования постоянного тока на фоне превышающих по уровню переменных помех, например в качестве датчика тока утечки в устройствах селективного контроля сопротивления изоляции электроэнергетических систем переменного тока. Целью изобретения является повышение достоверности измерения постоянных токов и расширение функциональных возможностей измерительного преобразования за счет измерения переменных токов. Измерительный преобразователь тока содержит магнитный усилитель 1 на двух ферромагнитных сердечниках 2 и 3 с входными 4,5 и выходными 6,7 обмотками, обмотками 8,9 возбуждения, генератором 10 затухающих колебаний, интегратор 13, выпрямитель 14, первый измерительный блок 15, дополнительные короткозамкнутые обмотки 11,12, компаратор 16, усилитель 17, второй измерительный блок 18, блок управления 19. 1 з.п.ф-лы, 1 ил. v fe