Изобретение относится к устройст вам для измерения постоянного тока, предназначено для измерения относительно малых токов. Известны измерители постоянного тока с использованием магнитных уси .лителей-модуляторов fll , Г2. Их недостатком является наличие цепи смещения, нарушение работы которой приводит к ложному сигналу да чика максимального и обратного постоянных токов. Наиболее близок к предлагаемому устройству измеритель, содержащий источник питания переменного тока, магнитный модулятор, промежуточные трансформаторы, источник питания по стоянного тока, измерительный элемент и индикатор . Недостатком известного устройств является низкая точность измерения, обусловленная тем, .что при наличии второй гармоники в источнике питания переменного напряжения на вьоходе появляется ложный сигнал (первый вид погрешности). Изменение величины неискаженного гармониками напряжения в источнике питания рабочих обмоток магнитного модулятора изменяет величину сигнала на выходе модулятора пр неизменном входном сигнале постоянного тока в обмотке управления (второй вид погрешности). Цель изобретения - уменьшение погрешности измерения путем устранения ложных сигналов при наличии гармоник в напряжении питания и от изменения амплитуды напряжения питания. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для измерения постоянного тока, содержащем источник питания переменного тока, магнитный модулятор, промежуточные трансформаторы, источник питания постоянного тока, измерительный элемент и индикатор, измерительный элемент выполнен в виде схемы сравнения по знаку мгновенных значений напряжений двух полупериодов, два входа схемы сравнения подсоединены разнополярно ко вторичным обмоткам промежуточных трансформаторов, первичны1Э обмотки которых включены последовательн9 с рабочими об- . мотками магнитного модулятора. На фиг. 1 приведена принципиальная электрическая схема устройства} на фиг. 2 - п эинципиальная электрическая схема измерительного элемента.на фиг. За, б. с - графики мгновенных значений напряжений на входе
схемы сравнения, когда: а) создавшие их токи рабочих обмоток магнитного модулятора искажены входным сигналом постоянного тока р обмотке yпpaвлeния б, в) создавшие их токи рабочих обмоток магнитного модулятоt a искажены только наличием гармоник в источнике питания переменного тока
Устройство для измерения постоянного тока содержит зажимл 1 и 2 источника питания постоянного тока, дроссель 3, обмотку управления 4 магнитного модулятора 5. Рабочие обмотки 6 и 7 модулятора подсоединены к зажимаМ 8 и 9 источника питания переменного тока и последовательно с первичными обмотками промежуточных трансформаторов 10 и 11, вторичные обмотки 12, 13 которого разнополярно подключены, ко входным зажимам 14-16 схемы сравнения, которая состоит из входных диодов 17 и 18, усилительного элемента 19, зажимов 20 стабилизированного источника питания, резистора 21 и обмотки 22 индикатора.
Обмотка 22 индикатора и резистор 21 подсоединены параллельно конденсатору 23, а вся группа элементов через разрядный резистор 24 подключена параллельно промежутку коллектор-эммитер транзистора 25. Коллектор транзистора через ограничительный резистор 26 подсоедине.н к плюсовому зажиму 20 стабилизированного источника питания, а эмиттер - к минусу. Отвод потенциометра 27 соединен с входным зажимом 14.
Устройство работает следующим образом. При наличии сигнала постоянного тока на зажимах 1 и 2 источника питания постоянного тока форма кривой тока в рабочих обмотках магнитного модулятора 5, а также напряжение на вторичных обмотках 12, 13 промежуточного трансформатора искажаются, как показано на фиг. За. С целью упрощения на фиг. 3 показаны пропорциональные токам напряжения при условии., что в токах рабочих обмоток магнитного модулятора 5 учитываются только наибольшие по величине первая и вторая гармоники, причем амплитуда второй гасмоники вдвое меньше, чем первой.
Когда напряжения d и(-и 1-)(фиг. 3) не совпадают по знаку и одно из них, например , как показано на фиг. 2 направлено по стрелке от зажима 15 к зажиму 14, создавая положительный потенциал на зажиме 15, транзистор 25 открыт, потому что напряжение U содействует току стабилизированного источника, направленному от отвода потенциометра 27 .через базу и эмиттер к минусу этого источника. При открытом транзисторе ток через обмотку 22 индикатора равен нулю. На фиг. 2 показано, что напряжение U. создает положительный потенцигип на зажиме Ii
а напряжение( на зажиме 16 - отрицательный; это соответствует моменту, когда на фиг. 3 мгновенное зна-. чение напряжения положительно, а напряжение (-U., ) отрицательно. При совпадении по отрицательному .знаку напряжений . ) (вертикально заштрихованные участки на фиг. 3), если каждое из них превышает порог чувствительности схемы сравнения, транзистор закрывается, и возникает ток через обмотку 22 индикатора.
С наступлением нового несовпадения по знаку мгновенных значений сравниваемых напряжений U-f. и ) в
схеме сравнения транзистор снова открывается. ,
Испытания показали, что угол совпадения с по отрицательному знаку мгновенных значений у напряжений и
и -Ч, ) достаточно большой, причем почти пропорционален относительной величине а второй гармоники (в пределах О а 0,5).
Угол совпадения Сс вычислялся
по уравнению для момента прохождения через нулевое значение напряжения Ll.f2SinT -d cos 0. Т О t 21Г,
Зависимость угла совпадения У, от измеряемой величины тока ла) приведена в таблице. Величина а - относительная и определяется коэффициентом уси.11ения магнитного усилителя-подулятора 5. Напряжение, фиксируемое индикатором, пропорционально углу совпадения.
TL 212б 30° 37°iif 6(f
ПРИ перемене знака входного сигнала постоянного тока возможно совпадение мгновенных значений сравниваемых напряжений U., и , только . по положительному знаку, а схема сравнения настроена на совпадение
по отрицательному знаку (обладает направленностью) вследствие чего необходимо переключение контактов реле, которое подключает вторичные обмотки 12, 13 к схеме сравнения. Это переключение может производить-
ся вручную выключателем в цепи обмотки этого реле или автоматичес- . ки.
Когда на зажимах 1 и 2 источника отсутствует сигнал постоянного тока,
но в напряжении сети на зажимах 8 и 9 источника питания переменного тока имеется вторая гармоника, соответствующие напряжения U и U , поступающие н,а вход схемы сравнения, прказаны на фиг. 36 (максимумы у первой и второй гармоник кривой . совпадают в положительный полупериод первой гармоники) и на фиг. Зв (упомянутые положительные максимумы сдвинуты на 90 второй гармоники или на 45° первой гармоники). Как видно из фиг. 36, в в таком режиме нет совпадения напряжений U. и U,, по отрицательному знаку и по положитель YiOMy знаку после переключения цепей контактами реле. Не будет вышеупомянутых совпадений в устройстве и если например, вследствие разных длин сер дечников магнитного модулятора 5, бу дет отличаться от единицы соотношение модулей соответствунадих мгновенных значений у кривых . -1 фиг.. 36, -в, тогда как в подобных условиях у магнитного модулятора. 5 с удвоением частоты на выходе появится вторая гармоника, т. е. ложный сигнал. Расчеты показали, что если не учи тывать эффект усилителей на выходе, мера чувствительности известного магнитного модулятора,определяемая как среднее значение (при двухполупе риодном выпрямлении) второй гармоник напряженности магнитного -поля в сердечнике, в среднем .в зависимости от режимов) вдвое больше меры чувствительности предлагаемого устройства, определяемой как половина дополнительной постоянной составляющей напряженности магнитного поля, возника щей при появлении магнитного насыщения. Устройство обеспечивает также уменьшение второговида погрешности, появляющейся при изменении амплитуды напряжения питания на рабочих обмотках магнитного модулятора-усилителя. Испытания показали, что: 1) При сохранении 50% меры чувствительности при появлении гармоник в напряжении питания на рабочих об- мотках модулятора отсутствуют ложные сигналы. 2)Уменьшается погрешность, возникающая при изменении амплитуды напряжения питания на рабочих обмотках модулятора. 3)У стройство реагирует на изменение направления постоянного тока, не требуя цепи смещения, что повышает надежность его работы в качестве реле максимального и обратного токов. Формула изобретения Устройство для измерения постоянного тока, содержащее источник питания переменного тока, магнитный модулятор, промежуточные трансформаторы, источник питания постоянного тока, измерительный элемент и индикатор, отличающееся тем, что., с целью уменьшения погрешности измерения путем устранения ложных сигналов при наличии гармоник в напряжении питания и при изменении амплитуды этого напряжения, измерительный элемент выполнен в виде схемл сравнения по знаку мгновенных значений напряжений двух полупериодов, два входа схемы сравнения подсоединены разнополярно ко вторичным обмоткам промежуточных трансформаторов, первичные обмотки которых включены последовательно с рабочими обмотками магнитного модулятора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Глух Е. М., Зеленов В. Е. Защита полупроводниковых преобразоватеей. М., Энергия, 1970, с. 115-118. 2.Розенблат М. А. Магнитные элеенты автоматики и вычислительной ехники. М., Наука, 1966, с. 302-314 прототип).
оо
/
1
fe
27
J-.
Y D
H
26
ff
