Преоразователь переменного тока вчиСлО иМпульСОВ Советский патент 1981 года по МПК G01R19/20 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для преобразовани-я переменного тока в число-импульсный код в гальванически развязанных цепях .

Известно устройство для преобразования переменного тока в код, содержащее тороидальные сердечники из материала с прямоугольной петлей гистерезиса, сравнивающее устройство, генератор пилообразного тока и измеритель временных интервалов Lll.

Недостатком известного устройства является узкий динамический диапазон преобразования, низкая точность и сложность конструкции.

Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому является устройство, содержшдее трйнсформаторный преобразователь на тороидальных сердечниках с прямоугольной петлей гистерезиса, собранных из отдельных ферромагнитных колец различного диаметра, охваченных общей входной обмоткой, и содержащий выходную обмотку f2 ,

Его недостатками являются узкий динамический диапазон и низкая точность преобразова.ния.

Цель изобретения - расширение динамического диапазона и.повышение точности преобразования.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее трансформаторный преобразователь на тороидальных сердечниках с прямоугольной петлей гистерезиса, собранных из отдельных ферромагнитных колец различного диаметра, охваченных общей входной обмоткой, и содержащий .выходную обмотку, введены последовательно соединенные формирователь импульсов, кольцевой счетчик импульсов, управляемый источнике тока и обмотка магнитной компенсации, причем входы формирователя импульсов соединены с выходной обмоткой, состоящей из двух встречно включенных секций,

Причем трансформаторный преобразователь выполнен в виде двух частей, каждая из которых содержит по одной секции выходной обмотки, а периметры

5 ферромагнитных колец в одной части тороидальных сеЕ5дечников равны периметрам соответствующих изоляционных промежутков между ферромагнитными кольцами в другой части тороидальных сердечников,

На фиг. 1 представлена блок-схема преобразователя переменного тока в число импульсов; На фиг. 2 - график зависимости точности преобразователя от зеличинь входного сигнала.

Преобразователь переменного лока в число импульсов содержит тороидальный сердечник,, содержащий дае части 1 и 2, входную, выходную и компенсационную обмотки 3-5, компенсационная обмотка 5 включена встречно с входной обмоткой 3 и подключена к выхоДУ управляемого источника 6 тока, вход которого соединен с выходом кольдевого счетчика 7 импульсов,- подключенного своим входом к ВЫХОДА формирователя 8 импульсов, входы которого соединены с выходь:ой обмоткой 4 , состоящей из двух вк.чючбгнных встречно секций. Тороидальный сердечник выполнен из материала с прямоугольной петлей гистерезиса в вяде двух частей 1 и 2, состоящих irs Фе;;ромагнитных колец различного диаметра,- периметры которых в одной части тороидального сердечника ( 1) равны периметрам соответотву:ю:цих изоляционных промежутков между ферромагнитными кольцами в другой части тороидального сердечника, причем входная обмотка 3 и компенсациогшан обмотка 5 охватывают обе части сердечника, а выходргая обмотка 4, состоящая из двух секций, размещена соответственно на части 1 и 2 тороидального сердечь;ика.

Преобразователь работает следующим образом.

При протекании переменного э.кеитрического тока, например синусоидальной формы, по входноГ облютке 3 ;;а каждом периоде нарастания амплитуды тока магнитное поле в обеих ча-стях 1 и 2 тороидального се.идечн ка растет до величины, соответствующе:;; .максимальной амплитуде тока во вхо/( ной обмотке 3. При нарастании магнитного поля происходит перемаг:-: -)чивание из одного магнит 1ого CCC OKНИН в другое ферромагнитных ко-и.п.; тороидального сердечника по -мерс увеличения их диаметров поочерслно в каждой части торои,аал:ьг1ого се.ДечпИка. В это время в секциях выходной обмотки 4 наводятся ямпу. напряжения, которые получаются }ja:i- нополярн ми вследствие встреч ijoro включения секций выходной обмотки 4 , .Количество раз нополярнь.х имггудьсога :1апряжения в выходной обмотке 4 пропорционально величине максимальной напряженности магнитного поля, создаваемого током вко;:,ной обмотки 3, а следовательно, ам.плитудным значениям преобразуемого то-ка. Переменное напряжение с выходной обмотки 4 подается на формирователь 3 импульсов, на выходе которого образуется число импульсов, пропорцио:-;альное гфеобразуемой величине тока (унитарный код). Такой процесс преоразования протекает до тех ПОР, пока при да.льиейшем увеличении амплитудных значений тока во входной обмотке 3 не изменят сзое магнитное состояние все кольца в тороидальном сердечнике.. Унитарный код с выхода форм:-1:рователя 8 импульсов по цепи обратной связи поступает на аход кольцевого счетчика 7 иглпульсов, ко торый при перемагничивании всех ко-пец 3 частях 1 и 2 торО 1дального сердечника на каждом циьсле преобразова;-;ия выдает импульс н:апря.: хения ком:и2-чсации , котор-.-:,1й управляет работой управляемого источника б тока, ь:а нь:1ходе которого обаазуется ступенчато возрастающий Когтенсационны ток. Величина тока комп ;н::ации и xcjiH fecTBo витков ом:тенсацио:- ной обмотки 5 выбираются таким образом, чтобы по шостью ско-мпансировать величину ма1нитно1о поля и тороидальном с;ердсчнике; со 5.;;азас мсго ахсдны током.

Тех::И {ескую ЗФФ12К i;-;B преобразовате/иг можно п зясни1ь с помощью фиг. 2.

При отсутствии .o,)lellcaц; eннoк обмотки 5 динaмичe:JK;;й ккапазон Д,, и точность преобра h. характеризуются отношением пс:рог-а чувотаительности an прссСцзазователя к максимальному значен1 ю преобразуемо величины х. При наличик тока компенсации JK, требуется Ееличина вхоного тока 2х . а при тоне компенсации J к 2 т-Д. дс спределеннсго значегния х.-.. 1 :-тог.-; случае динамический диапазо:: Д, ;- точность преобразования А характеризуются отно:д;ением порога чу гствитель ности и о преобразователя к максимальному значению преобразуемой яе.чкчины х. ;- опре,целяются величхнсй тока компенсации и количес вох ферромагнитн колец (уровней квантования.; пресбразоЕателя в соответстнли с логарифмической зависимос-.-ыг -гочнссти преобразования от зе; ичичы входного синала .

ад

1, Преобразователь :сременногс тока а число импу/; ccji;, содержащий трансформаторч Ый п|, е::)р.;зозате-г:ь на тороидальных сердеч ни:-, лх с П1;ямоу гольной петлей Гистерес ,:са ,- собранных из отдельных феррО:.:а .,-;:.-:. ко-пец различного диаметре , .К1ачен;-ь х общей входной обмстксн- ; ::оде ;жащий

выходную обмотку, с -i -. , ч а ю щ и йс я ieM:, что, с ЦЕЛЫ зсширения динамического .диапа зо.--:-; ,; Г1овьл;:е: :ия точности преобразован;;:-, Е него введены последовате;п ; ; .;-педи нен1-1ые