УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ЦИФРОВУЮ ФОРМУ Советский патент 1968 года по МПК H03M1/64 

Изобретение относится к области цифровых измерительных устройств, предназначенных для преобразования сигналов от датчиков переменного тока в цифровую форму.

Известно устройство для преобразования переменного напряжения в цифровую форму с промежуточным преобразованием амплитуды в фазовый сдвиг, содержащее дифференциально-трансформаторный датчик, трансформатор опорного напряжения, цифровой фазометр и фазокорректирующую цепь. В таких устройствах изменение тока возбуждения датчика, вызванное изменением сопротивления первичной обмотки датчика и сопротивления линии связи под влиянием температуры окружающей среды, приводит к появлению дополнительной погрешности преобразования, особенно большой при работе датчика совместно со вторичным прибором.

В предлагаемом устройстве требуемый положительный эффект достигается включением резистора в цепь возбуждения датчика последовательно с его первичной обмоткой. При этом падение напряжения на резисторе, пропорциональное току возбуждения, используется как опорное напряжение после сдвига его на требуемый угол.

На чертеже показано предлагаемое устройство.

Оно содержит дифференциально-трансформаторный датчик 1, включенный в нуль-балансную систему автоматического компенсатора 2, трансформатор опорного напряжения 3 с фазокорректирующей цепью 4, подключенной к его вторичной обмотке, и цифровой фазометр 5.

Выходная обмотка датчика и фазокорректирующая цепь соединены по схеме суммирования напряжений. В цепь возбуждения датчика включено низкоомное сопротивление 6, которое, не нарушая нормального режима работы вторичного прибора, позволяет получить напряжение, пропорциональное току возбуждения. Постоянный сдвиг фаз α между напряжением датчика и опорным напряжением осуществляется за счет сдвига выходного напряжения датчика относительно тока возбуждения. Фазокорректирующая цепь применяется для того, чтобы «довернуть» вектор опорного напряжения относительно напряжения датчика на некоторый угол Δα так, чтобы выполнялось условие α=90°.

Преобразование напряжения датчика в цифровой код осуществляется следующим образом. Напряжение датчика суммируют со сдвинутым по фазе на угол α=90° опорным напряжением Напряжения подаются на входы фазометра 5, который преобразует сдвиг фаз φ между опорным и суммарным напряжениями в цифровой код.

При любом изменении тока возбуждения датчика, вне зависимости от вызвавшей его причины (изменение температуры датчика или нестабильность питающего напряжения), опорное напряжение и напряжение датчика изменяются пропорционально, а угол остается неизменным. Поэтому треугольник векторов остается себе подобным. Следовательно, угол φ, а значит и цифровой код на выходе фазометра, остается неизменным. Таким образом, указанное отличие в схеме предлагаемого устройства позволяет исключить погрешность преобразования, связанную с изменением тока возбуждения датчика.

Устройство для преобразования переменного напряжения в цифровую форму, содержащее дифференциально-трансформаторный датчик, трансформатор опорного напряжения, фазокорректирующую цепь и цифровой фазометр, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, первичная обмотка трансформатора опорного напряжения подключена параллельно резистору, включенному в цепь возбуждения датчика.