Тарнзисторный датчик постоянного тока Советский патент 1977 года по МПК G01R19/00 

I

Изобретение относится к устройствам контроля и авторегулирования и может быт использовано в автоматизированном апек- троприводе.

Известен датчик постоянного тока, в котором постоянный ток преобразуется в частоту импульсов и содержит два транзистора разной проводимости, конденсатор и импульсный трансформатор, которые включены по схеме блокинг-генератора ll . Недостаток датчика состоит в относительной сложности схемы. Кроме того, схема не обеспечивает точности выходного сигнала, т.е. в зависимости от изменения характеристик использованных тран- зисторов и конденсатора от образца к образцу или от окружающей температуры м.е кается коэффициент пропорциональности величины входного тока и величины частоты выходного сигнала.

Известен также датчик постоянного тока, в котором постоянный ток преобразуется в ампли- ду пилообразного напряжения на выходе датчика и содержит автогенератор на двух транзисторах (преобразователь постоянного тока в переменный), тороидальный сердечник, в окне которого проходит силовой провод и выходные обмотки, подключе1шые к базам коммутирующих транзисторов, и интегратор, состоящий из двух R-C интегрирующих цепочек 2 . В известном, датчике постоянного тока входной постоянный ток преобразуется в частоту выходного напряжения автогенератора. При помощи R-JC-интегратора частота преобразуется в пилообразное напряжение, амплитуда которого изменяется в зависимости от величины входного постоянного тока. По величине этой амплитуды контролируется изменение постоянного входного тока.

Известное устройство содержит сложную многоэлементную схему с двукрат1 ым преобразованием входного сигнала, что определяет относительно низкую точность датчика.

Цель изобретения - повыщение точности и упрощение схемы.

Это достигается тем, что в транзисторный датчик постсянного тока, содержащий иэмерительиый тражгформатор, первичная обмотка которого включена в цепь измеряемого тока, транзистор, коллектор которого подключен к одному из полюсов источника питания, а эмиттер к началу вторичной обмотки трансформатора, и устройство управления транзистором, введены измерительный резистор и диод, катод которого соединен с началом вторичной обмотки, а анод-со вторым полюсом источника питания, который через резистор связан с началом втори шой обмотки измерительного трансформатора. На фиг. 1 представлена схема-датчика постоянного TOKaj на фиг, 2-ос1Шллограммы токов и напряжений на элементах схемы. Схема содержит транзистор 1, иа лери- тельный трансформатор 2 с первичной обмоткой 3, включенной в цепь измеряемого тока, и вторичной обмоткой 4, диод 5, измерительный резистор 6, задаюыш генератор 7, обмотку 8 положительной обратной связи, базовый резистор 9, обмотку 10 и развязывающий диод 11, Работает схема следующим образом. В момент измерения входного постоянного тока Э ох протекающего по обмотке 3 измерительного трансформатора 2, от задающего генератора (ЗГ) 7 на вход тран зистора 1 поступает отпирающий сигнал (рассматривается схема без обмотки 8 и резистора 9). Через транзистор 1, вторичную обмотку 4 изм(.фитепьного трансформа ра 2 и измерительный резистор 6 протекае ток, пропорциональный измеряемому току. Этот ток равен Вх XXW. - ток ХОЛОСТОГС1 хода первич ной обмотки 3 измерТ1телы1Ого трансформатора 2; W W - ЧИСЯ9 витков соответственно обмоток 3 и 4, Так как вк ( а, значит, и U ) практически строго пропорционален измеряемому току Djj на временном интервале а- (время сигнала ЗГ7), показанному на фиг. 2, а После того как прекращается действие сигнала ЗГ 7 , транзистор 1 закрывается, а на обмотках 4 и 3 измерительного трансформатора 2 от тока 3 в наводится напряжение обратной полярности. Ток вх трансформируется от первичной обмотки 3 к вторичной обмотке 4, Трансформируемый ток протекает через вторичную обмотку 4, диод 5 и измерительный резистор 6. Точная величина тока равна ; Поскольку, как указывал ось, ......... аЛХ WjJJ практически строго пропорционален измеряемому току 3 на временном интервале б -в. Величина временного интервала о -в определяется временем раз магничивания сердечника измерительного трансформатора 2. Для непрерьшного измерения входного постоянного тока CJ можно ко входу транзистора 1 через базовый резистор 9 подключить обмотку положительной обратной связи 8 измерительного трансформатора 2. Задающий генератор в этом случае не нужен. Осднллограктмы токов и напряжений на ajieNfeHTax схемрл показаны на фиг. 2,6 (интервал а-б соответствует времени, когда транзистор 1 открыт от обмотки положительной обратной связи 8; интервал б.- Dg трансформируется через обмотки 3,4 и протекает через вторичную обмотку 4, диод 5 и измерительный резистор 6. Выходной сигнал можно снимать не только с резистора 6, но и с обмотки 10 через развязывающий диод И.Схема предлагаемого датчика п|юще известной схемы- один транзистор вместо четырех, меньше резисторов и совсем нет конденсаторов, меньше диодов. В качестве сердечника измерительного трансформатора можно использовать, например, тор без каких-либо зазоров, т.е. выполнять измерительный тран- сформатор в предлагаемой схеме значительно проще, чем в известной схеме. Точность измерения в предлагаемой схеме значительно выше, чем в известной схеме, так как ток и, следовательно, напряжение на измерительном резисторе 6 однозначно связаны с величиной О „„ (на практике достаточно выполнить измеритель ный трансформатор 2, у которого на два порядка и более меньше 3 вхФормула изобретения Транзисторный датчик постоянного тока, содержащий измерительный трансформатор, первичная обмотка которого включена в цепь измеряемого тока, транзистор, коллектор которого подключен к одному из полюсов источника питания, а эмиттер-к началу вторичной обмотки трансформатора, и устройство управления транзистором, вьшолненное, например, в виде поспедоватепьного соединения обмотки попожитепьноЗ обратной связи измерительного трансформатора и базового резистора, отличающийся- тем, что, с целью повышения точности и упрощения схемы, он снабжен измерительным резистором и диодом, катод которого соединен с началом вторичной обмотки, а анод-со вторым полк).

сом тюточника питания, который через резистор связан с началом вторичной обмот ки измерительного тра1к:форматора.

Источники информации, принятые во emiмание при экспертизе:

1.Авторское свидетельство СССР

№ 425345, М. КлГ Н ОЗ К 13/20.1971.

2.Авторское свидетельство СССР №390638. M.Kп Н О2 М 3/32,17.08,71 (прототип).

Вьтод2

Вход

фиг. 1

Фиг. 2