Магнитоэлектронный преобразователь напряжения Советский патент 1982 года по МПК G05F3/06 

Изобретение относится к электротехни1се и может быть использовано в автоматике и измерительной технике при создании источников напряжения с малым внутренним сопротивлением.

Известен трансформаторный преобразователь напряжения, состоящий из ферромагнитного сердечника и двух или нескольких обмоток. В них к одной обмотке подключается источник сигнала, а вторичные обмотки нагружаются на сопротивления нагрузки l.

Недостатком такого преобразователя является низкая точность преобразования при работе на малые сопротивления нагрузки, что во многом обусловлено наличием активного сопротивления и индуктивности рассеивания у обмотки, к которой подключена нагрузка .

Наиболее близким по технической суцности к изобретению является устройство, содержащее усилитель и трансформатор, имеюциП выходную основную и дополнительную обмотки, в котором входная обмоткл подключена к входнып КЛР.Г1МЛМ, а. основная и доП/лнитйльная обмо11си имеют одинаковое ЧИС71О вит1:о1, основная

обмотка подключена к выходу усилители и выходной клемме р J.

Недостатком данного устройства являются узкий частотный диапазон и трудности обеспечения устойчивости .преобразователя.

Цель изобретения - расширение частотного диапазона и улучшение устойчивости.

10

Указанная цель достигается тем, что в преобразователе вывод основной обмотки, подключенный к выходной клемме, соединен с одноименным выводом дополнительной обмотки, а

15 второй вывод дополнительной обмотки подключен к неинвертирующему входу усилителя, инвертирующий вход которого соединен с его выходом.

На чертеже представлена принци20писхльная схема магнитоэлектронного преобразователя.

Преобразователь состоит из трансфоЕ)иатора со входной обмоткой 1 и основной обмоткой 2, к которой под25ключается сопротивление нагрузки и дополнительной обмотки 3, количество витков которой точно равно количеству ВИ1КОВ основной обмотки. ()днонм(М1ные выводы основной 2 и лопопннт.пь30ной 3 обмоток co«дl1нeп соПоП

и подключены к сопротивлению нагрузки, второй вывод которого соединен с общей шиной. Второй вывод основной обмотки 2 подключен к выходу усилителя, который соединен с его инвертируюции входом. Второй вывод дополнительной обмотки подключен к .неинвертируюцему входу усилителя.

При отсутствии сопротивления нагрузки дифференциальное напряжение между входами усилителя равно нулю. Соответственно равно нулю его выходное напряжение, и напряжение и на выходных преобразователя рав(ю ЭДС основной обмотки 2. При подключении сопротивления нагрузки ток, протекающий в цепи основной обмотки 2, создает на ее активном сопротивлении и индуктивности рассеивания падение напряжения. Напряжение на выводах обмотки 2 уменьшится. В то.же время на выводах дополнительной обмотки 3, нагруже.нной на высокое входное сопротивление усилителя, напряжение равно ее ЭДС, Так как количество витков основной и дополнительной обмотки равны, то равны и ЭДС этих обмоток. Вследствие этого напряжение, появляюгдееся между входами усилителя, равно падению напряжения на активном сопротивлении обгютки 2 и сопротивлении ее индуктивности рассеивания.

Усилитель имеет единичный коэффициент усиления, что обусловлено наличием стопроцентной обратной связи. Поэтому выходное напряжение его равно входному и равно падению напряжения на активном сопротивлении обмотки 2 и сопротивлении ее индуктивности рассеивания. Выходное напряжение усилителя суммируется с напряже нием на выводах обмотки 2, увеличивая напряжение на сопротивлении нагрузки на ту величину, которая падает- на внутреннем сопротивлении основной обмотки. Поэтому при любом активном сопротивлении обмотки и сопротивлении индуктивности рассеивания и любой величине сопротивления нагрузки падения напряжения на нем равно ЭДС основной обмотки. Тем саг.-вым устраняется влияние на результаты преобразования активного сопротивления обмотки и сопротивления индуктивности рассеивания.

Преимущество предлагаег юго технического решения по сравнению с известным заключается в том, что оно, исключает , вопросы обеспечения устойчивости. Это обусловлено тем, что усилитель имеет единичный коэффициент усиления и не входит в петлю обратной связи. Позтому если сам усилитель устойчив, то при этом и преобразователь напряжения устойчив Кроме того, по сравнению с известнм устройством, существенно расширяетс частотный диапазон. Это обусловлено тем, что в предлагаемом устройстве эффективность компенсации активного и индуктивного сопротивления обмотки в диапазоне рабочих частот опредляется только амплитудно-частотной характеристикой усилителя.

У существующих операционных усилителей при единичном коэффициенте усиления амплитудно-частотная характеристика не выходит за пределы значений, необходимых для обеспечения необходимой точности преобразования в диапазоне частот порядка нескольких сотен кГц.

Существенно облегчается и постро ,ка преобразователя, так как изменение параметров трансформатора при его изготовлении не приводит к потере устойчивости и не ухудшает параметры преобразования. Это упрощает технологический процесс и снижает стоимость изготовления трансформатора .

изобретения

Магнитовлектронный преобразователь напряжения, содержащий усилитель и трансформатор, имеющий выходную основную и дополнительную обмотки, в котором входная обмотка подключена к входньвл клеммам, а основная и дополнительная обмотки имеют одинаковое число витков, причем основная обмотка подключена к выходу усилителя и выходной клемме, отличающийся тем, что с целью расширения частотного диапазона и улучшения устойчивости, выво основной обмотки, подключенный к выходной клемме, соединен с одноименым выводом дополнительной обмотки, а. второй вывод дополнительной обмот подключен к неинвертирующему входу усилителя, инвертирующий вход которого соединен с его выходом. Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1.Трансформаторные измерительные мосты. Под ред. К.Б.Карандеева. М., Энергия, 1970.

2.Гусев В.Г. Трансформаторные цепи в измерительной технике. Измерительная техника. 1975, № 1.