Измерительный преобразователь мощности Советский патент 1979 года по МПК G01R21/00 

i

Изобретение относится к устройствам измерительной техники и может быть использовано в датчиках для систем контроля и управления работой про мышленных энергоблоков.

Известен измерительный преобразователь мощности, содержащий широтноимпульсный модулятор (ШИМ), выполненный на трансформаторе с двумя сердечниками из материала, имеющего прямоугольную петлю гистерезиса l.

Этим обеспечивается независимость амплитуды и формы управляющего напряжения фазочувствительного амплитудного модулятора (ФЧАМ) от изменения управляющего напряжения ШИМ, однако необходимость выполнения трансформатора с многочисленными обмотками связи, охватывающими сердечники трансформзтора, снижает технологичность наготовления преобразователя мошности.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является измерительный преобразователь мощности, содержгиций узел управления, ШИМ, выполненный на мультивибраторе с перекрастной емкостной связью,и ФЧАМ 2.Для согласования ШИМ и ФЧАМ в этот преобразователь включены два усилительных каскада, модулятор и импульсный

а

трансформатор. Такое выполнение преобразователя мощности обеспечивает высокую его точность.

Однако необходимость включения согласующих узлов между ШИМ и ФЧЛМ снижает его на,цежность и требует сложных схемных решений.

Целью изобретения является увеличение надежности известного измерительного преобразователяJмpщнocти при сохранении основных характеристик.

Достигается это тем, что в измерительном преобразователе мощности, содержащем узел управления, широтно-импульсный модулятор (ШИМ) и фазочувствительный амплитудный модулятор (ФЧАМ транзисторы ФЧАМ соединены попарно и последовательно по цепям база-эмиттер а также последовательно и попарно включены в цепи различных транзисторов MynbTHBH6paTovTa,входящего в ШИМ, причем,кoллeктop rыe цепи каждой пары этих транзисторов через диоды подключены к двум втсричньм oбмoткa трансформатора, входичего в узел управления а средние точки этих обмоток через резисторы связаны с шиной источника питания и с нагрузкой.

Такое включе -;:-;е цепей управления {ФЧА 5) позволяет в качестве управляю3щего сигнала использовать большую часть токов, коммутируемых транзисто рами мультивибратора, и отказаться о применения двух транзисторных ключевых усилителей мультивибратора, моду лятора и импульсного трансформатора. На чертеже представлена принципиальная электрическая схема предлагае мого измерительного преобразователя мощности. Измерительный преобразователь kOftj ности включает узел управления 1 широтно-имп.льсный модулятор 2 и фазо увствительный амплитудный модулятор 3. Узел управления содержит трансформатор тока (напряжения) 4 и резистор 5 в цепи вторичной обмотки, а также трансформатор напряжения (тока) 6. Широтно-импульсный модулятор состоит из мультивибратора 1 с перекрестной емкостной связью, выполненного на .транзисторах 7 и 8. Для осушествления широтно-импульс ной модуляции в цепи разряда конденсаторов мультивибратора включены два транзисторных каскеида, выполненных на транзисторах 9, 10 по схеме с общей базой. Управляющее воздействие от узла управления 1 подается на цепи эмиттеров этих транзисторов. Для этой цели эмиттерные цепи каждого транзистора состоят из двух последовательно включенных резисторов 11-14, при этом два из них 12 и 14 подключены к узлу управление 1 и обтекаются током управ ления. Стабилизированное напряжение на базы этих транзисторов задается от делителя напряжения, вы полненного на резисторе 15 и стабилитроне 16 . Фазочувствительный амплитудный мо дулятор 3 содержит четыре транзистора 17-20, соединенных попарно и последовательно по цепям эмиттер-база и также последовательно и попарно включенных в цепи различных транзисто ров мультивибратора. Коллекторные це пи каждой пары этих транзисторов че.рез диоды 21, 22 и 23, 24 подключены к двум равным вторйчным обмоткам трансформатора 6 узла управления 1 тв КИМ образом, что коллекторы каждой пары подсоединены к различным обмоткам и с разнополярным включением,Сред ние точки вторичных обмоток трансформатора 6 через резисторы 25 и 26 подсоединены, к общей шине источника питания схемы. Резистор (нагрузка) 27, среднее значение напряжения на котором пропорционально измеряемой мощности электрической цепи, подключается к средним точкам выше указанных двух вторичных обмоток трансформатора напряжения (тока) 6. 9 ИзмерительнЕлй, преобразователь мощн.ости работает следующим образом. При появлении тока и напряжения на трансформаторах 4 и 6 узла управления 1, ток вторичной обмотки трансформатора 4, обтекая резисторы 12, 14 цепи управления мультивибратора, осуществляет широтно-импульсную модуляцию его выходных импульсных токов. Эти токи являются управляющими для транзисторов 17, 18 и 19, 20 фазочувствительного амплитудного модулятора 3. Глубина широтно-импульсной модуляции в этих токах пропорциональна току в первичной обмотке трансформатора 4, а фаза модуляции совпадает с ним в первой цепи и является противоположной во второй. Питание цепей фазочувствительного амплитудного модулятора 3 осуществляется от двух обмоток со средними точкайи трансформатора напряжений 6, что обеспечивает попеременную работу транзисторов 17, 20 и 18, 19 в каждый полупериод напряжения на первичной обмотке этого трансформатора. Среднее значение напряжения на резисторе 27 в каждый полупериод будет определяться величиной напряжения на трансформаторе б, глубиной широтноимпульсной модуляции, являющейся функцией тока 3 первичной обмотке трансформатора 4, и фазовым сдвигом этой модуляции по отношению к фазе напряжения на трансформаторе б, т.е. среднее значение напряжения на резисторе 27 в каждЛй полупериод будет пропорционально измеряемой мощности. Данная конструкция измерительного преобразователя мощности выгодно отличается от известных сочетанием повышенной надежности работы, низкой стоимостью и высокой стабильностью основных характеристик. Формула изобретения Измерительный преобразователь мощности, содержащий узел управления, широтно-импульсный модулятор и Фазочувствительный амплитудный модулятор, отлич. ающийся тем, что, с целью повышения его Нсщежности при сохранении основных характеристик, транзисторы фазочувствительнох амплитудного модулятора соединены попарно и последовательно по цепям база-эмиттер, а также 11бслед6вательно и попарно включены в Цепи различных транзисторов yльтивибpaтopa, входящего в иротно-импульсный модулятор, причем, коллекторные цепи каждой пары этих транзисторов через диоды подключены к двум вторичным обмотксьм трансформатора, входящего в узел управления, а средние точки этих обмоток через резисторы связаны с шиной источника питания и с нагрузкой. Источники информации, принятые но внимание при экспертизе 1. Бенин В. Л. Киэило1 В, У. Статические измерительные преобразовате65849в р:и электрической мощности, М., Энергия, 1972, вып. 463. 2. Исибаси С., Нитта И. Преобразователи мощности в напряжение постоянного тока. Кэйсэку то Сейче, 1966, г. 5, № 6.

Л. I