Преобразователь параметров транс-фОРМАТОРНыХ дАТчиКОВ B пЕРиОд элЕКТРи-чЕСКиХ КОлЕбАНий Советский патент 1981 года по МПК G01R27/02 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения параметров тран форматорных и индуктивных датчиков в процессе их изготовления и зксплуат ации. Известен преобразователь взаимной индуктивности в период следования импульсов, содержащий преобразовател напряжения в пилообразный ток, выход которого соединен через первичную обмотку трансформаторного датчика и опорный элемент к земляной шине, а вторичная обмотка подключена ко вход блока сравнения и к общим выводам первичной обмотки и опорного элемента , выход блока сравнения подключен к входу преобразователя напряжения в пилообразный ток 1. Недостатком этого устройства явл ются ограниченные функциональные воз можности, заключающиеся в невозможности измерения индуктивности и активного сопротивления первичной и . вторичной обмоток трансформаторного датчика. Наиболее близким техническим решением к изобретению является преоб разователь параметров R, L, С-цепей в период электрических колебаний. содержащий последовательно соединенные сумматор, блок сравнения, интегратор, нуль-орган (усилитель-ограничитель) и усилитель постоянного тока, на входе и в отрицательную обратную связь которого включены соответственно опорный элемент и исследуемая цепь, вторые входы усилителя постоянного тока и нуль-органа подключены к корпусу, второй вход сумматора-соединен с выходом интегратора, второй вход блока сравнения соединен через делитель напряжения со своим выходом 2. Недостатком данного преобразователя являются ограниченные функциональные возможности, заключающиеся в невозможности преобразования параметров трансформаторов и трансформаторных датчиков в период генерируемых колебйний. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей преобразователя. Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь параметров трансформаторных датчиков в период электрических колебаний,содержащий последовательно соединенные сумматор, блок сравнения, интегратор и нуль-орган, второй вход которого соединен с корпусом, введены последовательно соединенные преобразователь напряжения в пилообразный ток, дифференциатор и переключатель, причем выход Нуль-органа соединен со входом преобразователя напряжения в пилообразн ГОК, выход которого также подключен К первой входной клемме преобразователя для подключения трансформаторного датчика и к второму входу переключателя, третий вход которого соединен со второй входной клеммой преобразователя, а выход - с первым входом сумматора, второй вход которого соединен с выходом блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом интегратора, третья входна клемма преобразователя соединена с корпусом. На фиг, 1 приведена функциональная схема преобразователя; на фиг.2 временные диаграммы, поясняющие его работу, Преобразователь содержит последовательно соединенные сумматор (С) 1 блок 2 сравнения (БСР), интегратор (ИНТ) 3, нуль-орган (НО) 4, преобраз.ователь 5 напряжения в пилообразный ток (ПНПТ), дифференциатор (ДИФ б и переключатель (П) 7, выход которого соединен с первым входом сум матора 1, второй вход которого соеди нен с выходом блока 2 сравнения, второй вход которого соединен с выходом интегратора 3, три входные кле wu 8 - 10 преобразователя для подклю чения трансформаторного датчика 11, первичная обмотка которого подключена к клеммам 8 и 10, вторичная об мотка - к клеммам 9 и 10, второй вх переключателя 7 соединен с клеммой 8 и с выходом преобразователя 5 нап ряжения в пилообразный ток, третий вход переключателя 7 соединен с кле мой ,9, клемма 10 соединена с корпусом . Преобразователь работает следующим образом. В установившемся режиме работы на выходе БСР 2 действует напряжени прямоугольной формы амплитудой V,-,, поступающее на вход С 1 и на вход ИНТ 3, напряжение которого записыва ется в виде Ч. 2V,,, постоянная интегрирования Ifa выходе НО 4 действует напряже ние прямоугольной формы амплитудой V. В момент tp перехода выходного напряжения Uj через нулевой уровень выходное напряжение НО 4 скачкообра но меняет знак на противоположный. Это напряжение подается на вход ПНПТ 5, на выходе которого пилообра ный ток определяется выражением J. V, где К - коэффициент преобразования напряжения в ток ПНПТ 5. При этом с первичной обмотки трансформаторного датчика 11 снимается напряжение, определяющееся слеующим образом: П V - + V . ч к Ч к где К - коэффициент преобразования ПНПТ 5. На выходе ДИФ б действует напряжение и, пропорциональное R, являющееся результатом -дифференцирования напряжения U,, и равное и, V, где Г„. - постоянная дифференцирования ДИФ б. При протекании тока J по первичной обмотке во вторичной обмотке трансформаторного датчика наводится ЭДС взаимной индукции прямоугольной формы,пропорциональная М„ и производной от тока J, , т.е. п 4 - К С выхода П 7 напряжение поступает на вход С 1. В момент равенства напряжений на входах БСР 2 его выходное напряжение скачкообразно меняет знак на противоположный.Напряжение U меняет направление изменения и в момент перехода t. через нулевой уровень напряжение и на выходе НО 4 скачком меняет знак на противоположный. Далее весь процесс повторяется аналогично рассмотренному. Если П 7 находится в положении , на входы С 1 поступают напряжения и с выхода ДИФ б и L с выхода БСР 2. Выходное напряжение сумматора 1 в этом случае равно (и, )n,V -bn,V V гМ- к с 1 по первому и второму входам соответственно . Период генерируемых колебаний в этом случае находится из равенства уравнений (1) и (6). ,,,,n2-V4 Rx-Ta-, х.2 т, ,{1 + ш f }. где m ; n-f Vg Если П 7 находится в положении II, то на входы С 1 поступают напряжения с входа первичной обмотки трансформаторного датчика 11 и с выхода БСР 2 . Ч(- ( -111 +n-f г ) -( Vi-n5.V4 р( t -у + + . П V ii + П U . 4 К К Периоды времени t - t 1- - f- -i Л o .2 4 Следовательно, для моментов равен ства напряжений на входах БСР 2 (т.е Т . для -2 ) и. п V, + лЬ 4г12. 4.Lo Соответственно периодгенерируемы колебаний, с учетом того, что к моме ту равенства напряжений на входах БСР 2 пилообразная составляющая от действия R компенсируется 2-Г.- (1 + m ) . Js, в положении П 7 на выходе С 1 нап ряжение определяется так: V (,,, ) V,, + а период генерируемых колебаний Т 2г- (1 + m 1 ). (12 Если к выходу ПНПТ 5 подключить вместо первичной обмотки вторичную, то можно преобразовать индуктивность и активное сопротивление вторичной обмотки аналогично рассмотренному. При этом преобразовании в период колебаний имеем Тр 2-5-(1 + m 1 ) (13 Тиу2 ЗТ (1 + т- ) (14 Данный преобразователь вполне при годен и для преобразования в период электрических колебаний параметров индуктивных датчиков с последователь ной схемой , замещения Ь,, R . При это если П 7 находится в положении 1 , то Тд, определяется выражением (7), а если П 7 в положении 11 , то Т у, ,, находите я из (10). Формула изобретения Преобразователь параметров трансформаторных датчиков в период электрических колебаний, содержащий последователзьно соединенные сумматор, блок сравнения, интегратор и нульорган, второй вход которого соединен с корпусом, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей преобразователя, введены последовательно соединенные преобразователь напряжения в пилообразный ток, дифференциатор и переключатель, причем выход нуль-органа соединен со входом преобразователя напряжения в пилообразный ток, выход которого также подключен к первой входной клемме преобразователя для подключения трансформаторного датчика и к второму входу .переключателя, третий вход которого соединен со второй входной клеммой преобразователя, а выход - с первым входом сум,матора, второй вход которого соединен с выходом блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом интегратора, третья входная клемма преобразователя соединен с корпусом. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 614397, кл. G 01 R 27/26, 1976. 2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2496712/18-21, кл. G 01 R 27/00, 1977 (прототип).

.f

V2

/SC

l J

ииг

L

7

in

UHB

«i

пнпт

К

/

N

л

,

-I/ feli

№

A

Wx

C:;:Z:Tk

И

L,ri/SR.-itM.

Фы-1.г

л

/

X

ч

t

t-

-1