УСТРОЙСТВО для ИЗМЕРЕНИЯ СЛАБЫХ СИГНАЛОВ ПОСТОЯННОГО ТОКА Советский патент 1971 года по МПК G01R15/00 

Известные устройства для измерения слабых сигналов постоянного тока, содержащие индукционный измерительный механизм, индукционный преобразователь углового перемещения в переменное напряжение, обмотку положительной обратной связи и магнитопровод, вынолненн Й поворотным от}1осительно сердечника, рамки подвижной системы и щкалы, характеризуются невысокой чувствительностью, точностью и нестабильностью нуля.

Для повышения чувствительности, точности и стабильности нуля в предлагаемом устройстве магнитная система индукционного измерительного механизма выполнена в виде двухфазного лагнитного модулятора € удвоением частоты, обмотки которого расположены на составленном из двух частей магнитопроводе таким образом, что между полюсными выстунами расположепы обмотка управления и выходная обмотка, а обмотка возбуждения уложена в канале внутри сердечника так, что ее поле перпе}1дикулярно полю обмотки управления, при этом к выходу магнитного модулятора непосредственно или через нерезонансный усилитель нодсоединена управляемая обмотка измерительного механизма, а неунравляемая обмотка подключена к удвоителю частоты магпитного модулятора и расположена на П-образном магнитопроводе, который

выполпен отдельно от общей магнитной системы и расноложен перпендикулярно ей.

На фиг. 1 показа ю описываемое устройство; на фг.г. 2 - его электрическая схема.

Магнитонровод нрибора состонт из двух ферритовых сердечников 1 и 2, каждый из которых состоит из двух одинаковых частей, н.меи1цнх кольцевоГ паз. В пазы укладывают

обмотки 3 и 4 возбуждения (питания).

На спппке каждого сердечника между явно выраженными нол:осами намотаны обмотки 5 и 6 управления н выходные обмотки 7 н S. Управляемая токовая обмотка 9 индукционного нзмерительного механизма расположена на двух противоположных полюсных выступах. Она подключе1 а к выходу магнитного модулятора через нерезонансный усилитель 10 неременного тока пеносредственио.

Неуправляемая обмотка // индукционного механизма расположена на Н-образном магннтопроводе 12, который выполнен отдельно от обнгего магнитонровода, магннтно с ним не связан и расположс нернендикуляр1 0 сердечникам / л 2. Обмотка // подключена к удвоителю 13 частоты. Между нолюсами-выстунами магнитопровода 12 крепят на растяжках новоротную рамку 14. Для уме;1ьшения магнитного сонротиЕлення в рабочем зазоре слуВ цепь рамки через растяжки 16 подключена обмотка /7 положительной обратной связи иидукциолного из :ерительно:чз механизма, KOTOpai: расположс1:а па тех же иолюеиых выступах, что и уираЕляемап токовая обмотка. Параллель ю обмотке // зключеи конденсатор /5. Обмотка // 1;су разлисмо1: фазы намотана толст1з1м нгючодом н имеет небольи1ое количество витков. Обмотки 9 п 17 имеют большое количество ьгггков тонкого провода.

Сердечник 15 вместе с рамкой 14 вьиюлие; поворотиы.м относительно .магнитоировода. Обмотки 3 и 4 нодключены к выходу двухфазного генератора /5. В uoiii рамки нод- и/киой системы включен фазочувствитслвный выпрямитель 20, на который иодают оиорнос напряжеиие с удвоителя /j. В Б:,1ходу фазочувствительного выпрямителя 20 подключены сопротивле 1ие 21 отрицательной обрат}10Й вязи (по иапряжению) и еопротивлсчия 22 и 3 положительной обратной связи (но току).

Прибор работает следуюн1им образца.

РЬмеряемое напряжеиие U: вызывает в измернтельиом контуре ток /м (/м -- ток через

иого ноля, обусловле; ного входным током м, в сердечниках появляется доно;1; ительная еоставляклцая индукция, что нрнводит к ноявлеаию сигнала удвоенной част()Т1 на выходных обмотках. При измерсни: полярности входного сигиала фаза индуд1 руемого Ha;ip жеиия также меняется. Применение серде-1ников с взаимно иериеидикуляр11вк-1 и обмотками устраняет траисформацию- нанряжеиия нитання во входную и ввгходну.о цеии модулятора.

Наводку второй гармоники в цени уиравления устраняют иутем ирименекия двух модуляторов, питаемых от сдвинутых ио {)азе на 90° иеременных наиряже И 1 (фи 2). Вторые гармоиики э. д. с. иидуиируемые в оомотках 5 и & унравления, взаил:но компенсируются, а в выходных обмотк;1Х 7 : 6 складываются.

Необходимый сд1М1г фаз в КУ Hiiтающими иаиряжен1;ями бьггз .юлучек путем нpи eнeиия двух(.разн1; х электрон) или полунроводниковых генераторов. Поток управляемой и неунрав.гяемой токовых обмоток образуют магнитное иоле, которое, пересекая витки рамки /,, будет :-глдуцировать в ней э. д. с., иод дейетвнем которой по раД1ке нро1екает ток, который, взгпшодействуя с враиающпмся магнитным ио.чем, будет поворачивать рамку з сторону вран сния поля. Так как неуправляемая ток(}вая обмотка подключена к удвоителю частотви то ностороппие гармоники, и: 1цюии еся в выходном наиряжеиии модулятора, отфильтровываются. Поэтому здесь нрнменены } ерезоиансные :еилнтели перемеиного тока (полупроводниковые или электроиные). Обмотка 17 положительной обратной связи СЛУЖИТ для комнснсаиии иротиводейетвуюнлего момента растн/кек. Маг;1итный иоток обмотки ноложиTCJiijHoi обратной связи действует согласно потоку унравляемой токовой обмотки. Измененнем велнчииы емкости 18 регулируется внугренияя обратная евязь и 1дукционного преобпазовггге.тя чловОГО иеремеи;ения в перемеи1юе иаиряжс-гие. Напряжеиие, иропорциональнос углу поворота рамки, подается на {;)азочувствительиый выирялитель 20. Выход:icii ток /к фазочувствнтельшго выпрямителя нодается ка еонротивлеиие 21, 22 и 23 и во ВХОДНУЮ обмотк магнит юго модулятора.

Поворот рамки иреобразователя будет ироисходить до тех иор, пока ток /к ие достигнет

такой велич 1И1)1, Hpii которой напряжение Ок не етанет равным нзмеряемом напряжению LX. В 5тот момент в обмотку модулятора огветвляетея часть тока /к, т. е. оеуи.еетвляется иоложите;| Н ая обратиа51 евязь но току. Применение мсстиой иоложительиой обратной связи iio току ие снижает глубииы отрицательиой обратно; связн но напряжению, но увеличивасг }.;() ффнц1- ен1 усиления еиетемы и новыHiaeT ее точногт).

п р е д м е т из о б р е т е ;i и я

Устр{л ство для изз:ерения слабых сигналов постоянного тока, содержандее индукционный |;змг)1тгельнь1Й механизм, иидукционный преобразователь УГЛОВОГО перемеиеиия в переменное напряжение, обмотку положительпой обратной евязн н магнитоировод, вынол-шнный новоротным относнтельно сердечн11ка, рамки подвижной снсте. и И1калы, отличающееся

те.м, что, с целью иовышеии5 чувствительности, точности и стабильности нуля, в нем магнитная снсгсма нндукниониого измерительно;ю лK;xaииз a выиолче1 а в виде двухфазного ;аи;нт;01Ю мод Л5ггора с хдвоением частоты,

o6i;OTxi; которого паснолои е} ы на еоставле ном 13 д.ух частей магннтонроводс такнм образоз1. ч го лгоичду нолюсными выстунами расноложены обмот а унравления и выходная обл:о1ка, а об ;;отка возбуждгння уложена в

канале внутри сердечника так, что ее поле ;ерпен; Н1 улярно полю обмотки управления, при отом к выходу магнитного модулятора ноиосредственно или через иерезонансный уеилите. п(;дсосД1чне1 а унравляемая обмотка

i-;3Mej :iTc; bHoro механизл а, а неунравляемая обмотка нодхлючена к удвоителю частоты д агн :тного модулятора н расноложена на П-образном магнитонроводе, который выполнен ог.;ельно от обн;,ей .larHHTHoii системы и

раснолои-сен перпендикулярно ей.

/ 5j a

i rr bii

&

;i III-.

|S .-