Устройство для измерения постоянного тока

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА, содержащее дроссель насыщения с двумя магнитопроводами , общей обмоткой управления, соединенной с клеммами для подключения источника измеряемого тока, и рабочими обмотками, расположенными на разных магнитопроводах и включенными между собой согласно последовательно , генератор двухполярных симметричных прямоугольных импульсов. выход которого подключен к рабочим обмоткам дросселя насыщения через сигнальный резистор и диоды полярного разделения, и регистрирующий прибор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения и расширения функциональных возможностей путем фиксации знака измеряемого тока, в него введены вспомогательный источник тока, преобразователь фазового сдвига в параллельный двоичный код с. вычитающим счетчиком импульсов, выполненным с возможностью предварительной записи опорного кода, регистр и индикатар знака, а дроссель насыщения снабжен общей обмоткой смещения, причем выход вспомогательного источника тока соединен с обмоткой смещения дросселя насыщения, вход указанного преобразователя подключен к вьтодам сигнального резистора, кодовый выход счетчика импульсов преобразователя через регистр соединен со ВХОД9М регистрнрунзщего прибора, а знаковый выход подключен ко входу индикатора знака.

,„SU„„1132245

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

g g G 01 R 19/25

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ьГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3499704/24-21 (22) 12. 10.82 (46) 30. 12 . 84. Бюл. У 48 (72) О.Я. Каретный, Е.А. Гельман, В.П. Воинов и Н.M. Ведерников (7 1) Конструкторско-технологический институт автоматизации и механизации автомобилестроения (53) 621.317.7(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР к- 512533, кл. Н 02 Н 9/02, 1974.

2. Датчик тока до 5 А. Межотраслевой информационный листок В 56-77.

Серия 11Б-15. M. Информэлектро, 1977. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ПОСТОЯННОГО ТОКА, содержащее дроссель насыщения с двумя магнитопроводами, общей обмоткой управления, соединенной с клеммами для подключения источника измеряемого тока, и рабочими обмотками, расположенными на разных магнитопроводах и включенными между собой согласно последовательно, генератор двухполярных симметричных прямоугольных импульсов, выход которого подключен к рабочим обмоткам дросселя насыщения через сигнальный резистор и диоды полярного разделения, и регистрирующий прибор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения и расширения функциональных возможностей путем фиксации знака измеряемого тока, в него введены вспомогательный источник тока, преобразователь фазового сдвига в параллельный двоичный код с.вычитающим счетчиком импульсов, выполненным с возможностью предварител ной записи опорного кода, регистр и индикатар знака, а дроссель насыщения снабжен общей обмоткой смещения, причем выход вспомогательного источника тока соединен с обмоткой смещения дросселя насыщения, вход указанного преобразователя подключен к выводам сигнального резистора, кодовый вьмод счетчика импульсов преобразователя через регистр соединен со входом регистрирукщего прибора, а знаковый выход подключен ко входу индикатора знака.

1132245

Изобретение относится к элекгроизмерительной технике и предназначено для использования при контроле и регулировании тока в электроприводах постоянного тока с числовым программным управлением, а также в установках автоматической сварки и электродуговой наплавки.

Известно устройство для измерения постоянного тока, содержащее расположенный вокруг шины с измеряемым током магнитопровод, на который нанесены во взаимно перпендикулярных плоскостях рабочая обмотка и обмотка смещения, вспомогательный источник тока, выход которого соединен с обмоткой смещения, конденсатор, подключенный параллельно рабочей обмотке, .генератор периодических колебаний, выход которого соединен с образованным резонансным Ы-контуром, фазочувствительный детектор, входы которого подключены к указанному -контуру и выходу генератора, регистрирующий прибор, Bxop, KOToporo соединен с выходом фазочувствительного детектора 113.

Недостатки известного устройства связаны с низкой чувствительностью, обусловленной одновитковым исполнеЗО нием обмотки управления (шины с измеряемым током), а также с низкой точностью измерения, предопределенной аналоговой формой представления информации. При применении устройства в системах с числовым про- 35 граммным управлением требуется установка дополнительного аналого-цифрового преобразователя, что в итоге приводит к еще большим погрешностям измерения.

Наиболее близким к данному изобретению является устройство для измерения постоянного тока, содержащее дроссель насыцения с двумя магнитопроводами, общей обмоткой управле- 45 ния, соединенной с клеммами для подключения источника измеряемого тока, и рабочими обмотками, расположенными на разных магнитопроводах и включенными между собой согласно последовательно, генератор прямоугольных импульсов, выход которого подключен к рабочим обмоткам дросселя насыщения через сигнальный резистор и диоды. полярного разделения, 55 регистрирующий прибор, вход которого через фильтр соединен с выводами сигнального резистора E2l.

Основной недостаток указанного устройства также проявляется в невысокой точности измерения вслед— ствпе аналоговой формы предСтавления информации и, кроме того, нестабильности характеристик фильтра, высоких уровней пульсаций выходного напряжения. Другой недостаток заключается в невозможности определения направления протекания тока.

Целью изобретения является повышение точности измерения и расширение функциональных -возможностей путем фиксации знака измеряемого тока.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения постоянного тока, содержащее дроссель насыщения с двумя магнитопроводами, общей обмоткой управления, соединенной с клеммами для подключения источника измеряемого тока, и рабочими обмотками, расположенными на разных магнитопроводах и включенными между собой согласно последовательно, генератор двухполярных симметричных прямоугольных импульсов, выход которого подключен к рабочим обмоткам дросселя насыщения через сигнальный резистор и диоды полярного разделения, и регистрирующий прибор, введены вспомогательный источник тока, преобразователь фазового сдвига в параллельный двоичный код с вычитающим счетчиком импульсов, выполненным с возможностью предварительной записи опорного Кода, регистр и индикатор знака, а дроссель насыщения снабжен общей обмоткой смещения, причем выход вспомогательного источника тока соединен с обмоткой смещения дросселя насыщения,.вход указанного преобразователя подключен к выводам сигнального резистора, кодовый выход счетчика импульсов преобразователя через регистр соединен со входом регистрирующего прибора, а знаковый выход подключен ко входу индикатора знака.

На фиг. 1 представлена функциональная схема предложенного устройства для измерения постоянного тока, на фиг. 2 — временные диаграммы сигналов на выходах отдельных блоков, иллюстрирующие его работу (индексы сигналов 4 -i соответствуют цифровым позициям блоков на фиг. 1}.

Устройство содержит дроссель 1 насыщения с магнитопроводами 2 и 3, общей обмоткой 4 управления, общей

1132245!

20 обмоткой 5 смещения и рабочими обмотками 6 и 7, расположенными соответственно на магнитопроводах 2 и 3, генератор 8 двухполярных симметричных прямоугольных импульсов сиг 5 нальный резистор 9, диоды 10, 11 полярного разделения, вспомогательный источник 12 тока, преобразователь 13 фазового сдвига в параллельный двоичный код с генератором 14 тактовых импульсов, формирователями

15 и 16 импульсов, триггером 17, логическим элементом И 18 и вычитающим счетчиком 19 импульсов, выполненным с возможностью предварительной записи опорного кода, регистр

20, регистрирующий прибор и индикатор знака (не показаны).,Обмотка 4 управления дросселя насыщения соединена с клеммами для подключения источника измеряемого тока (на схеме не показан), обмотка 5 смещения — с выходом вспомогательного источника 12 тока, рабочие обмотки

6 и 7,включены между собой соглас- 25 но последовательно и через сигнальный резистор 9 и диоды 10 и 11 полярного разделения подключены к выходу генератора 8 двухполярных симметричных прямоугольных импульсов.3О

Входным звеном преобразователя фазового сдвига в параллельный двоичный код является формирователь 15 импульсов, вход которого подключен, к выводам сигнального резистора 9.

Вход формирователя 16 импульсов соединен с выходом генератора 8 двухполярных симметричных прямоугольных импульсов. Выходы формирователей

15 и 16 импульсов подключены ко 40 входам триггера i7. Входы логического элемента И 18 соединены с выходами триггера 17 и генератора .14 тактовых импульсов. управляющий вход счетчика 19 импульсов для записи 45 опорного кода подключен к выходу формирователя 16 импульсов, сигнальный вход — к выходу логического . элемента И 18, а кодовый выход— ко входу регистра 20. Информация . 5О о величине тока, подаваемая на ре-гистрирующий прибор, снимается с выхода регистра 20, а информация о знаке тока, подаваемая на индикатор знака, — со знакового выхода у счетчика 19 импульсов.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

По переднему фронту напряжения

Ц (фиг. 2, и ) с выхода генератора 8 в момент времени to формирователь 16 формирует короткий импульс, который подается на вход триггера

17 и переключает его. Одновременно этот импульс поступает на управляющий вход счетчика 19, в который по этому сигналу записывается число 1о, соответствующее опорному коду. (Подобная запись производится перед каждым полупериодом Ug ).

Триггер 17, переключившись, открывает логический элемент И 18, и последовательность тактовых импульсов с частотой от генератора 14 поступает на вход счетчика 19, где вычитается из предварительно записанного числа No . Через время 1н когда происходит насыщение одного из магнитопроводов дросселя 1 насыщения, скачком возрастает ток через сигнальный резистор 9 и напряжение Ug (Фиг. 2 8 ) на нем. По переднему фронту этого скачка формирователь 15 формирует короткий импульс, который устанавливает триггер 17 в исходное состояние (Фиг. 2 Ь ) и тем самым, закрывает логический элемент И 18.

Таким образом, за время 1н в счетчик 19 с выхода логического элемента И 18 поступает 1 (фиг. 2 1. ) импульсов, причем г

И|=6» "н

К концу интервала измерения в счетчике 19 оказывается код числа м г»

1 т = о 1 1=ба(-о- .н), где Lo — время, равное четверти периода Ug .Сформированный код, пропорциональный времени (фазсвому сдвигу) Хн и, следовательно, измеряемому току

1, переписывается в регистр 20, где хранится до окончания следующего интервала йзмерения. Одновременно в зависимости от того больше или

1 меньше число Йт числа о счетчик

19 формирует сигнал, характеризующий знак тока

Предложенное устройство обеспечивает измерение тока в течение каждо.го полупериода. Цифровая форма представления информации о величине тока и наличие информации о его направлении предопределяют повышенную точность измерения и дают воз1132245 можность использовать данное устройство в системах с числовым программным управлением. Дополнительное повышение точности измерения может быть достигнуто эа счет формирования двухполярных симметричных прямоугольных импульсов, подводимых к рабочим обмоткам 6 и 7 дросселя 1 насыщения непосредственно из тактовых импульсов с выхода генератора 14 путем их деления. В этом случае начало

5 каждого полупериода измерения синхронизировано с началом поступления заполняющих импульсов.. 1132245

Ур

Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 9786/38

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

Составитель Л.Морозов

Редактор С.Тимохина Техред Ж,Кастелевич Корректор C.IIlexMap