Устройство для измерения постоянного тока Советский патент 1980 года по МПК G01R19/20 H01F38/32 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Изобретение относится к электро-j измерительной технике и может быть использовано при измерении постоянного тока. Известны у.стройсва, содержащие дроссели насыщения, выпрямители, резисторы нагрузки и стабильные- источники двухфазного переменного напряжения. В таких устройствах шина с измеряемым TortoM проходит через дроссели насыщения 1. Недостаток таких устройств - сложность источника питания и погрешност возникающая из-за непостоянства коэффициента стабилизации по отклонениям напряжения питания при различных зна чениях измеряемого тока. Известны также устройства,содержа щие три пары дросселей насьпцения,которые охватывают шину с измеряемым током,три мостовых выпрямителя втори ного тока, резистор нагрузки и три трансформатора питания, обмотки каждой пары дросселей насыщения соединены встречно друг другу и последовательно с выходом соответствующего трансформатора питания и диагональю helpeMeHHoro тока соответствующего мо тового выпрямителя вторичного , диагонали Постоянного тока мостовых выпрямителей вторичного тока соединены последовательно с резистором нагрузки 2. Недостатком известного устройства является значительная зависимость выходного сигнала от напряжения питания. Эта погрешность для такого рода устройств, измеряющих постоянный ток, становится основной. Погрешность распределена неравномерно.в зоне иамерения датчика и достигает наибольше- го значения при измерении малых токов, что ограничивает снизу диапазон измерения устройства. Питание такого рода устройств от стабилизированного трехфазного источника в значительной мере усложняет устройство и уменьшает надежность его работы, кроме того, ведет к значительным затратам электроэнергии, снижая в целом КПД измерительного устройства. В описанном устройстве напряжение питания задается камим-либо одним значением. Такой выбор напряжения питания не обеспечивает оптимального коэффициента стабилизации устройства за счет внутренней магнитной связи при изменении питающего напряжения; Малая величина напряжения питания (0,30,6) BS обеспечивает достаточный коэффициент стабилизации в нижней част (0-0j5) , диапазона измеряемых токов, но с ростом величины измеряемого тока он падает. Большая величина напряжения питания устройст ва (0,7-0,9) Bj обеспечивает большой коэффициент стабилизации только при больших измеряемых токах, больших 1,2 AW,,. Величина основной погрешности такого устройства, а следовательно, и точность определяются погрешностью изменения выходного сигнала при изменении по величине питающего напряжения. Цель изобретения - повьлшение точности за счет исключения зависимости коэффициента стабильности по напряжению .питания от величины измеряемого тока. Поставленная цель достигается тем что в устройстве для измерения постоянного тока, содержащем три пары дросселей насыщения, которые охватывают шину с измеряемым током, три мостовых выпрямителя вторичного тока, резистор нагрузки и три трансформатора питания, обмотки каждой пары дросселе насыщения соединены встречно друг другу и последовательно с выходом соответствующего трансформатора питания и диагональю переменного тока соответствующего мостового выпрямителя вторичного тока, диагонали постоянного тока мостовых выпрямителей вторичн го тока соединены последовательно с резистором нагрузки, ко входам трансформаторов питания подключен- введенный в устройство регулятор напряжения управляющий вход которого включен пос ледовательно с диагоналями постоянного тока мостовых выпрямителей вторичного тока и резистором нагрузки. На чертеже представлена функциональная схема устройства. Устройство для измерения пострянного тока состоит из дроссе-, лей 1-6 насыщения, охватывающих, шину 7 с измеряемым током, моетовых выпрямителей 8-10 вторичного тока, включенных последоват.ельно и согласно в цепь резистора 11 нагрузки, трансформаторов 12-14 питания устройства. В цепь питания устрой ства включен регулятор 15 напряжения управляющий вход которого подключен в цець резистора 11 нагрузки. Регулятор напряжения может быть выполнен-, например, на трех управляемых дросселя|к..16-18 насыщения, каждый из кото рых содержит по два сердечника - 19 и 20, 21 и 22, 23 и 24, по две обмотк 25 и , 27 и 28, 29 и 30 переменного тока и по две обмотки 31 и 32, 33 и 34, 35 и 36 управления,лричем обмотки 25-30 включены согласно и параллельно, а обмотки 31-36 управления - последовательно и встречно. Обмотки 25-30 переменного тока включены последовательно с первичными обмотками трансформаторов 12-14 питания устройства. Обмотки 31-35 управления соединены в последовательную цепь и включены во вторичную цепь устройства последовательно с резистором 11 нагрузки. Устройство работает следующим образом. При протекании по шине 7 измеряемого тока J jj во вторичной цепи устройства через резистор 11 нагрузки устанавливается так Эл раный 3- , где J... W. - ампервитки измеряемого И ЗЛА 0.W - число витков одного дросселя насыщения. Вторичный ток Oj I протекая через управляющий вход регулятора 15 напряжения, устанавливает напряжение питания устройства таким образом, чтобы оно соответствовало максимальному коэффициенту стабильно.сти относительно изменения питающего напряжения. Это позволяет уменьшить ошибку измерения, а следовательно, увеличить его точность в зависимости от диапазона измерения примерно в 1,3-2 раза. Таким образом, изменение напряжения питания устройства в зависимости от измеряемого тока позволяет повысить точность измерения. Регулятор 15 напряжения может быть выполнен, например, по схеме, приведенной на чертеже. Параллельное соединение первичных обмоток 25 и 26, 27 и 2В, 29 и 30 обеспечивает, независимо от того, точно ли совпадают магнитные свойства и геометрические размеры сердечников, результирующее напряжение переменного тока, индуктируемое в цепи управления обмоток 31 и 32, 33 и 34, 35 и 36, которое всегда обращается в нуль. Кроме того, параллельное соединение обмоток переменного тока образует короткозамкнутый контур для быстро изменяющихся сигналов управления, что исключает влияние напряжения питания на переходные процессы.в устройстве при установлении режима (короткозамкнутый контур задерживает установление нового состояния сердечников соответствующее измененному сигналу управления) . Для обеспечения подстройки дросселей насыщения 1-6 и увеличения быстродействия парашлельно обмоткам управления 31 и 32, 33 и 34, 35 и 36 может включаться подстроечный резистор и емкость. Формула изобретения Устройство для измерения постоянного тока, содержащее три пары дросселей насыщения, которые охватывают шину с измеряемьли током, три мостовых выпрямителя вторичного тока, резистор нагрузки и три трансформатора питания, обмотки каждой пары дросселей насьпцения соединены встречно друг другу и последовательно с выходом соответствующего трансформатора питания и диагональю, переменного тока соответствующего мостового выпрямителя вторичного тока, диагонали постоянного тока мостовых выпрямителей вторичного тока соединены последовательно с резистором нагрузки, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, ко входам трансформаторов питания подключен введенный в устройство регулятор напряжения, управляющий вход которого включен последовательно с диагоналями постоянного тока мостовых выпрямителей вторичного тока и резистором нагрузки .

Источники информации, . принятые во внимание при экспертизе

2.Володина К.Я. и др. Стабильный трансформаторный датчик постоянного тока.-Приборы и техника эксперимента, 1977, №.3, с. 155-156, рис. 1.