Преобразователь параметров трансформаторных датчиков в период электрических колебаний

 

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПАРАМЕТРОВ ТРАНСФОРМАТОРНЫХ ДАТЧИКОВ- В ПЕРИОД ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ- по авт.св. 838610, отличающийся тем, что, с целью, повышения точности и расширения функциональных возмож- . ностей преобразователя в него введе-: ны второй, переключатель, два управляемых делителя, напряжения н преобразо-. ватель напряжения в ток, причем второй вход первого.переключателя подключен к выходу блока сравнения и к входу первого управляемого, делителя напряжения,: выход которого подклк)чен к третьему входу.первого переключателя -И к первому входу сумматора , первый вход второго переключателя подключен,к второму входу сумматора и к выходу второго управляемого делителя напряжения, вход которого подключен к второму входу второго переключателя, к выходу интегратора и к входу, преобразователя напряжения в ток, подключенного к входу трансформаторного датчика и третьему входу сумматора, выход которого подключенк управляющему входу пер- i (Л вого управляемого, делителя напряжения и к входу дифференциатора, поЦ ключенногр к управляющему входу вто-л рого управляемого делителя Нсшряже ия , а выходыГобоизс: переключателей § У1одк.лючены к соответствующим входам блока сравнения. 00 00 со 00 СП

СОЮЗ СОЯЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3 5В 01 Й 27 02

ОПИСАНИЕ:ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHGMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

; 61) 838610 (21) 3421604/18-21. (22) 14..04.82 (46) 07. 08.83. Бюл. Р 29 (72) В.A.Aëåêñååâ, А.Х..Зябирову

A.È.Ìàðòÿøèí. и В.Й.Чернецов (71) Пензенский политехнический институт (53) 621 .317.333(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССРФ 614397, кл. G 01 Р . 27/00, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 761936, кл. С 01 R 27/00, 1981.

3. Авторское свидетельство СССР

Р 838610, кл. G, 01 и 27/02 1.981 (прототий}. (54)(57) ПРЕОБРАЭОВАТЕЛЬ HAPAMETPOB

ТРАНСФОРМАТОРНЫХ ДАТЧИКОВ .В ПЕРИОД

ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ по авт.св.

М 838610, отличающийся тем, что., с целью. повышения точности и расширения функциональных возмож- . ностей преобразователя s него введе-. ны второй. переключатель, два управляе. мых делителя напряжения н преобразо" .

„„SU„„ l 033985 ватель напряжения в ток, причем второй вход первого. переключателя,подключен к выходу блока сравнения и к входу первого управляемого-делите- ля напряжения,. выход которого подключен к третьему входу первого пере:ключателя и к первому входу суммато-. ра, первый вход второго переключателя подключен,к второму входу сумматора и к выходу второго управляемого делителя. напряжения, вход которого подключен к второму входу второго переключателя, к выходу интегратора и к входу, преобразователя напряже-: ния в ток, подключенного к входу трансформаторного датчика и третье-, му входу сумматора, выход которого g. подключен к управляюшему входу пер-: вого управляемого, делителя напряжения и к входу дифференциатора, по4 «люченного н управляююему входу вто-, Сю рого управляемого делителя напряже ния, а выходы обоих. переключателей Я подключены к соответствуюшим входам блока сравнения.

1033985

Изобретение относится к измеритель

:ной технике и может быть использовано для измерения параметров трансформаторных и индуктивных датчиков в процессе их изготовления и .эксплуатации. 5

Известен преобразователь взаимной индуктивности в период следования импульсов, содержащий преобразова тель напряжения в пилообразный ток, выход которого подсоединен через первичную обмотку трансформаторного датчика и опорный элемент R к земля" ной шине, а вторичная обмотка подключена к входу сравнивающего устройст-, ва и в общую точку соединения первич- 5 ной обмотки и опорного элемента.Бы;.." ход сравнпвающего устройства подключен к входу преобразователя напряжения в пилообразный ток(1 ).

Недостатком данного устройства являются ограниченные функциональные воэможности, заключающиеся в невозможности измерения индуктивности и активного сопротивления первичной и вторичной обмоток трансформаторного датчика.

Известен также преобразователь параметров Й, L, и С цепей в период электрических колебаний, содержащий последовательно соединенные сумматор, блок сравнения, интег- 30 ратор, нуль-орган (усилитель-ограни " читель ) и усилитель постоянного тока, на входе и в,отрицательную обратную связь которого включены соответственно опорный элемент и иссле- 35 дуемая цепь, вторые входы усилцтеля постоянного тока и нуль-органа подключены к корпусу, второй вход сумматора соединен с выходом интегратора, второй вход блока сравне-. 40 ния соединен через делитель напряжения со своим выходом(2 .

Недостатком указанного преобразователя являются ограниченные функциональуые возможности, заключающиеся в невозможности преобразования параметров трансформаторов и транс. форматорных датчиков в период генерируемых колебаний.

По основному авт.св. 9.838610. из.вестен.преобразователь параметров трансформаторных датчиков в период электрических колебаний, содержащий последовательно соединенные блок сравнения, интегратор, вХод коТорого подключен к выходу блока срав- 55 нения, нуль-орган, преобразователь напряжения в пилЬобразный ток, трансформаторный датчик, выходом подклю. ченный к первому входу переключателя ,и дифференциатор(3 ).

Недостатками данного устройства являются наличие погрешности преобразования индуктивности, обусловленной влиянием активного сопротивления при невыполнении условия точного сдвига на Т/4 импульсов блока сравнения относительно импульсов с нуль-органа из-за наличия у нуль-органа зоны нечувствительности и разных наклонов пилообразного напряжения интегратора в примыкающих полупериодах, . а также ограниченные функциональные возможности, заключающиеся в невозможности преобразования постоянной времени обмоток датчика с „= Ьх в частотный сигнал.

Цель изобретения — повышение точности и расширение функциональных возможностей преобразователя параметров трансформаторных датчиков в частотные сигналы.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь, содержащий сумматор, диффернциатор, переключатель, блок сравнения и интегратор, вход которого подключен к выходу блока сравнения, выход трансформаторно"

ro датчика подключен к первому входу переключателя, а клемма соединения первичной и вторичной обмоток датчика подключена к корпусу, введены вто-. рой перекгпачатель, два управляемыхделителя напряжения и преобразователь напряжения в ток, причем второй вход первого переключателя подключен к выходу блока сравнения и к входу первого управляемого делителя напряжения, выход которого подключен к третьему входу первого переключателя и к первому входу сумматора, первый вход второго переключателя подключен к второму входу сумматора и к выходу второго управляемого делителя на» пряжения, вход которого подключен к второму входу второго переключаТеля, к выходу интегратора и к входу преЬбразователя напряжения в ток, подключенного к входу трансформаторного датчика и третьему входу сумматора, выход которого подключен к уп" равляющему входу первого управляемого делителя напряжения и к входу дифференциатора, подключенного к управляющему входу второго управляемо" го делителя напряжения, а выходы обоих переключателей подключены к соответствующим входам блока сравнения.

На чертеже приведена функциональная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит блок 1 сравнения, два переключателя 2 и 3, два управляемых делителя 4 и 6 напряжения, интегратор 5, преобразователь 7 напряжения в ток, трансформаторный датчик 8, сумматор 9 и дифференциа"

Тор 10.

Устройство работает следующим об» разом.

В установившемся режиме работы на выходе блока 1 сравнения действует напряжение прямоугольной формы с амплитудой Ч1, поступающее на вход

, .1033985 Э =29 1 (2!

30:

1 1Ьk

1 где К .- коэффициент преобразования напряжения в ток.

При этом с первичной обмотки. трансформаторного датчика 8 снимается на« 15 пряжение, определяемое следующим образом " х х . 0 Ч х+Ч. х (э)

8I 1 %ь1 . 20

При протекании тока > по первичной обмотке во вторичной обмотке трансформаторного датчика 8 наводит-ся ЭДС взаимной индукции прямоугольной формы, пропорциональная Их и 25 производной от тока 31, т.е х и =ч — - ()

86 1 ф

Кроме того, напряжение с выхода g0 интегратора подается на вход управ.ляемого делителя 4 напряжения с из» меняющимся коэффициентом передачи

И4, т.е.

4 1 „4 а напряжение с выхода блока 1 cpasнения — на вход управляемого .делителя б напряжения с изменяющимся коэффициентом передачи n<, т.е

U,==М„1, (Ь}

Напряжения с выхода делителей 4 и б подаются на входы сумматора 9, где . вычитаются из сигнала с первичной обмотки трансформаторного датчика, 45 в результате чего на выходе сумматора 9 появится напряжение

Х Х

Это напряжение воздействует на коэф фициент передачи управляемого делителя 4 напряжения, изменяя его таким образом, чтобы обеспечить условие

55 и =u1 (1М или

40 о =о. (а)

1Ьх > "- 4 — 3- = 4 i () Х1

Если к выходу преобразователя 7 напряжения в ток подключить вместо первичной обмотки вторичную, то мож но преобразовать индуктивность и акинтегратора 5, напряжение которого запишется в виде

У =2Ч, (1)

1 ь"1 где постонная времени интеграто1 5 ра. Это напряжение подается на вход преобразователя 7 напряжения в ток, на выходе которого ток определяется выражением .

Кроме того, напряжение Ug подается на дифференциатор 10, где дифференцируется, при этом

Г

"p, (1

U„=V (R„R -n4), (В) где ь, — постоянная времени дифференциатора. Это напряжение воздействует на коэффициент передачи управляемого делителя 6 напряжения, изменяя его таким образом, чтобы обеспечить условие равенства нуля пилообразной составляющей напряжения 0Э, т.е.

R t

V X=V — n, (1Î)

1 с 1 Г 6.

В результате достижения условий

i,8 ) и (10) получаем

Х

""" U8 V1" ""Ь1

4 даются на соответствующие входы пере ключателей 2 и 3, .с выхода которых напряжения поступают на входы блока 1 сравнения. В моменты равенст-, ва напряжений на входах блока 1 сравнения его выходное напряжение скач-: кообразно меняет знак на противоположный и весь процесс повторяется аналогично рассмотренному.

Если переключатель 2 находится в положении 11, а переключатель 3. в положении 1, то частота генерируемых колебаний будет найдена из равенства сигналов на входах блока 1 сравнения

Rх —. (м)

Х1 1

Если переключатель 2 в положении -III, а переключатель 3 в поло>кении II; из равенства напряжений (11) и() получаем е

Т, 4ХХ1 1. (1Я

- õ К

Если переключатель 3 в положении II, а переключатель 2 в положении I„ из равенства напряжений (4 } и (2) получаем

Х вЂ” (1Ь)

J4 к

Х

I

1Если переклкв атель 3 в положении 1 и переключатель 2 в положении 111 из равенства напряжений(11) и (12) по- лучаем

I 10339S5, 1

=Их < (а) х> г+ k Х2

=" — =4 . (2о) "Х2 "2 йх

Составитель Н.Иихалев

Техред И,Метелева Коррек тор O. Билак

Редактор Ю.Ковач

Заказ 5619/49

Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам;.изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

° тивное сопротивление вторичной обмотки аналогично рассмотренному.

Прй этом преобразовании имеем

Предлагаегый преобразователь вполне пригоден для преобразования в частные сигналы параметров индуктивных датчиков с последовательной схемой замецения Oz Q<:-. При этом ес5 ли переключатель 2 находится a положении II, а переключатель 3 в положении Х, то F определяется выражением (14 ),.если переключатель 2 . в положении 11Х, а переключатель 3 ð в положении IIg то Т,.находится из (15 ), а если переклюЧатель 3 в йоложении 1, а переключатель 2 в положении 111, Т определяется. выражени-; ем (17 .

Предлагаемое устройство позволяет расширить Функциональные возможности.