Преобразователь постоянного тока Советский патент 1980 года по МПК G01R19/00 H03F9/00 

1

Изобретение относится к электроизмерительной технике, но может быть использовано в различного рода устройствах автоматики при выполнении нуль-органов.5

Известен преобразователь постоянного тока, построенный на основе магнитного усилителя с двумя тороидальными ферромагнитными магнитопроводами и феррорезонансного генератора 10 затухающих колебаний fl} .

Недостаток известного устройства заключается в малой чувствительнЬсти ко входному сигналу и нестабильности нуля, обусловленной гистерезисом. 5

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является преобразователь постоянного тока, содержащий магнитный усилитель на двух тороидальных ферромагнитных магнито- 20 проводах, входные и выходные обмотки которого соединены согласно-последовательно, а обмотки возбуждения встречно-последовательно,генератор затухающих колебаний, выход которого 25 подключен к обмоткам возбуждения,и интегратор, вход которого соединен с выходными обмотками G.

Однако известное устройство практически, непригодно для преобразова- ЗО

.НИН постоянного тока на фоне переменного тока, значительно превышающего постоянный и изменяющегося в широких пределах. Соотношение сигнала и помехи на входе и выходе известного устройства в подобном случае оказывается неизменньлм.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет преобразования постоянного тока на фоне переменного.

Указанная цель достигается тем, что в преобразователь постоянного тока, содержащий магнитный усилитель на двух тороидальных ферромагнитных магнитопроводах , входные и выходные обмотки которого соединены согласно-последовательно, а обмотки возбуждения - встречно-последовательно, генератор затухающих колебаний, выход которого подключен к обмоткам возбужде-ния, интегратор,вход которого соединен с выходными обмотками, введены блок измерения среднего значения индукции и ни.зкочастотный фильтр, а на каждый магнитопровод магнитного усилителя нанесена дополнительная , причем блок измерения среднегЪ значения индукции установлен между выходом

интегратора и входом низкочастотного фильтра, а дополнительные обмотки магнитного усилителя включены в замкнутый контур с согласно-последовательным соединением.

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого преобразователя постоянного тока.

Устройство содержит генератор 1 затухающих колебаний, магнитный уси литель 2, состоящий из двух магнитопроводов 3 и 4, на каждом из которых находятся обмотка 5 возбуждения, выходная обмотка 6, входная обмотка 7 и дополнительная обмотка 8,интег(Рат.ор 9, блок 10 измерения среднего значения индукции и низкочастотный фильтр 11. Входные, выходные и дополнительные обмотки .магнитного усилителя 2 соединены между собой согласно-последова ельно,а обмотки возбуждения - встречно-последовательно.

Преобразователь работает следующим образом.

При одновременном воздействии на мангитопроводы 3 и 4 магнитного усилителя 2 постоянного тока Л

подаВЯ,;

ваемого во входные обмотки 7, и паке та затухающего переменного тока,подаваемого в обмотки 5 возбуждения,магнитопроводы переходят в магнитное состояние, характеризующееся точками на безгистерезисной кривой намагничивания, соответствующими JgrX,

Наличие дополнительных обмоток 8, соединенных соответствующими концами накоротко, не препятствует осуществлению безгистерезисного намагничивания при отсутствии входного сигнала, но существенно замедляет процессы установления индукции под дейИ переход на предельствием

Ьх,

ную петлю гистерезиса под действием первого импульса пакета. Указанное обстоятельство делает неприемлемым импульсный метод считывания,использующийся в известных преобразователях , и требует уменьшения декремента ,затухания пакета переменного трка.

Таким образом, при воздействии на магнитопроводы переменного тока, затухающего с малым декрементом, и постоянного тока Jg,x, осуществляется их безгистерезисное намагничивание. Считывание записанных значений магнитной индукции и Ъ , соoтвeтcтвsшзщиx входному постоянному току, происходит следующим образом.

Под воздействием каждого пакета затухающих колебаний точки, характеризующие магнитное состояние магнитопроводов 3 и 4, постепенно (из-за наличия дополнительных обмоток 8, соединенных накоротко) переходят на предельную петлю гистерезиса и перемещаются по ней до тех пор,пока ампли-туда этого затухающего тока достаточна для насыщения магнитопроводов, в процессе изменения индукции в магнитопроводах по предельной петле гистерезиса ее среднее значение равно нулю. По мере уменьшения амплитуды переменного затухающего тока точки, характеризующие магнитное состояние магнитопроводов,с предельной петли гистерезиса постепенно возвращаются обратно в исход нов состояние. Таким образом, за :время действия каждого пакета зату;хающих колебаний среднее значение ;индукции в магнитопроводах изменяетс :от значения 26 + бгд соответствующего измеряемому постоянному току Лц,, до нуля и затем вновь до значения 285,,. Путем измерения этих изменений среднего значения индукции определяется величина 3. Для этого в преобразователе используются интегратор 9, интегрирующий выходные импульсы, блок 10 измерения среднего значения индукции и низкочастотный фильтр 11.

Следует отметить, что затухающий .переменный ток выполняет в устройстве двоякую роль. Вначале, пока его амплитуда достаточна для насыщения магнитоп оводов, он используется для считывания индукции методом возврата а затем, спадая до нуля, осуществляе безгистерезисное намагничивание магнитопроводов.

При воздействии на магнитопроводы 3 и 4 постоянного и переменного затухающего токов в выходных обмотках б возникает разнополярная импульсная последовательность,воздействующая на интегратор 9. Постоянная времени интегратора 9 в 5-10 раз превышает полупериод следования затухающих колебаний тока. Изменение напряжения на выходе интегратора соответствует изменению индукции в магнитопроводак при воздействии на них затухающего переменного тока.

Среднее значение напряжение на выходе интегратора 9 так же, как и среднее значение индукции в магнитопроводе, изменяется от некоторого значения до нуля и затем, по окончании пакета затухающих колебаний, вновь возвращается к исходному значению. Для вьщеления этого среднего значения индукции используется блок измерения среднего значения индук.ции, который может представлять собой интегратор с постоянной времени, в 5-10 раз большей постоянной времени интегратора 9. С целью сглаживания высокочастотных составляющих в выходном сигнале, т.е. ДЛЯ уменьшения погрешности преобразования, напряжение с выхода блока измерения среднего значения индукции 10 подается на низкочастот.ный фильтр 11.

Таким образом, амплитуда напряжения на выходе устройства