Измерительный преобразователь постоянного тока Советский патент 1980 года по МПК G01R19/20 H03F9/00 

1

Изобретение относится к области электрических измерений и может быть использовано для измерения малых токов и ЭДС,а именно для измерения токов утечки через сопротивление изоля- 5 ции в сетях постоянного тока.

. Известны преобразователи Тока, сер-, дечники которых намагничиваются по безгистерезисной кривой, предназна- ченные для преобразования пострянно- 10 го тока в импульсное напряжение. Они выполнены на двух ферромагнитных сердечниках, на которых размещены обмотки вводного и выходного сигналов и обмотки возбуждения, питающиеся от ге- 5 нератора затухающих колебаний 1.

.Недостатком таких преобразователей является низкая чувствительность,обуслорленная невозможностью тщательного подбора пар ферромагнитных сердечни- 20 ков по идентичности магнитных параметров, так как разброс приводит к появлению большого начального уровня помехи в выходном сигнале.

Известен также.преобразователь пос-25 тоянного тока, содержащий магнитный сердечник с нанесенными на него обмотками управления, возбуждения и выходной, и генератор пакетов затухающего переменного тока 2.

В таком преобразователе выделение полезного сигнала осуществляется колебательным контуром, подключенным к выходу преобразователя, причем частота собственных колебаний контура равна частотеследования пакетов затухающего переменного тока. В результате воздействия на сердечник затухающего переменного поля при постоянном поле управления равном нулю, точка, характеризующая магнитное состояние сердечника, переходит из начала координагг на предельную петлю гистеризиса, а затем, по мере затухания переменного поля, возвращается в исходное нулевое состояние. На выходе преобразователя появляется напряжение,пропорциональное изменению потока, установившемуся в магнитном сердечнике за счет воздействия постояннаго и затухающего до нуля переменного полей. Так как в данном примере постоянное поле равно нулю, то вкходное напряжение пропорционально первому импульсу пакетов переменного поля и является

.напряжением помехи .0 ьг пощ.

При постоянном токе управления, отличном от нуля, в результате одновременного воздействия на сердечник постоянным полем и затухающим переменным полем сердечник переходит в магнитное состояние, характеризуемое точкой, лежащей на безгистерезисной кривой намагничивания. При каждом воздействии переменного зату1хающего поля точка, характеризующая магнитное состояние, переходит с безгистерезиснЬй кривой намагничивания на предельную-петлю гистерезиса, а .по мере затухания переменного поля возвращается в точку, лежащую на без гистерезисной кривой намагничивания и пропорциональную постоянному полю управления. В результате выходное напряжение преобразователя пропорционально изменению потокосцепления выходкой обмотки, которое, в свою очередь, пропорционально потоку, устанавливающемуся в магнитном сердечнике за сче воздействия постоянного и затухающего до нуля переменного полей и равно ъьж полч сиг где UOOM напряжение помехи, вызываемое затухсшзщим перемен ным полем; U{.j,p - напряжение полезного сигнала. Таким образом, преобразователь пр выделении полезного сигнала обладает недостаточной чувствительностью, что является существенным недостатком из вестного устройства. Цель изобретения - повышение чувс вительности преобразователя. Поставленная цель достигается тем что в преобразователь, содержахадй ма нитный сердечник с обмотками управле ния, возбуждения и выходной, и генератор пакетов затухающего переменног - тока, дополнительно введены коммута. top, включенный между выходом генера тора затухающего переменного тока и обмоткой возбуждения магнитного усилителя, блок сравнения первых импуль CUB смежных пакетов выходного сигна..ла, подключенный к выходной обмотке магнитного усилителя, синхронизатор, выход которого подключен к управляющим входам генератора возбуждения, .коммутатора и блока сравнения. На чертеже приведена схема преобразователя. Преобразователь содержит генератор 1 пакетов затухающего переменного, тока, соединенный через коммутатоЬ 2, производящий периодическую полярности пакетов затухающего переменного тока, магнитный сердечник 3„ обмотку возбуждения 4, выполненнуй, например, со средней точкой. Выходная обмотка 5 магнитного усилителя соединена с блоком сравнения 6, производяшлм вьщеление первого им. пульса из выходного сигнала, измерение его амплитуды и запоминание ре:зультата до прихода следующего пакета выходных импульсов. Управляющие входы генератора затухающего переменного тока, коммутатора и блока сравнения подключены к выходу синхронизатора 7, с помощью :которого устанавливается частота воздействия генератора затухающего переменного тока на г агнитный усилитель и задает алгоритм работы узлов преобразователя,На магнитный сердечник 3 также нанесена управляющая обмотка 8, Преобразователь работает следую- , щим образом. В результате одновременного воздействия на сердечник магнит ного усилителя постоянным полем и затухающим переменным полем, сердечник переходит в магнитное состояние, характеризуемое точкой, лежащей на безгистерезисной. кривой намагничивания. При поступлении на сердечник пер- вого пакета затухающих колебаний через обмотку 4 в его выходной обмотке 5 индуцируется импульсное напряжение и, амплитуда первого импульса которого пропорциональна воздействующему постоянному полю. Это напряжение поступает на блок сравнения 6, состоящий, например, из входного ключа, интегратора и реверсивного счетчика. Входной ключ - пропускает первый импульс выходного напряжения, который измеряется и запоминается реверсивным счетчиком. При появлении второго пакета затухаюслх колебаний, коммутатор 2 изменяет его полярность и через обмотку 4 он воздействует на сердечник 3, -при этом в выходной обмотке 5 индуцируется импульсное напряжение и, которое поступает на блок сравнения 6, где измеряется и сравнивается со значением предыдущего измерения первого импульса. Полученная разность является выходным сигналом, пропорциональным воздействующему на сердечник магнитного усилителя постоянного тока управления. При нулевом значении тока управления разность амплитуд первых импульсов двух смежных индуцируемлх пакетов выходных импульсов напряжения равны нулю. При значении тока управления отличном от нуля, выходной сигнал пропорционален разности изменения магнитного потока в рёрдечнике магнитного усилителя при двух измерениях. Величина выходного напряжения преобразователя, при таком способе выделения полезного сигнала, равна удвоенному напряжению полезного сигнала ранее известного преобразователя. Следовательно,предлагаемый преобразователь обладает повышенной чувствительностью по сравнению с известным. Формула изобретения Измерительный преобразователь постоянного тока, содержащий магнитный

сердечник с обмотками управления, возбуждения и выходной, н генератор пакетов затухающего переменного тока, отли ч аюцийс я тем, что, с целью повышения чувствительности, в него дополнительно введены коммутатор, включенный метщу выходом генератора затухающего переменного тока . и обмоткой возбуждения, блок сравнения первых нмпульсов смежных пакетов выходного сигнала, подключенный к выходной обмотке магнитного усилителя, синхронизатор, выход которого подсоединен к управляющим входгм генератора затухающего переменного тока, коммутатора и бл(а сравнения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторские свидетельство СССР 387495, кл. Н 03 F 9/00, 1971.

2.Авторское свидетельство бССР 344370, кл. R 19/20, 1970.

IJJ,

гТ