Устройство для измерения тока

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТОКА, содержащее измерительный резистор , выводы которого связаны с входными зажимами устройства, предназначенньми для включения в цепь контролируемого тока, два диода, анод первого из которых соединен с положительным полюсом, двухполярного источника питания, а катод второго диода подключен к его отрицательному полюсу, потенциометр, крайние выводы которого раздельно соединены с катодом первого и анодом второго диодов, а средний вывод подключен к одному выводу измерительного резистора, второй вывод которого.соединен со средним выводом двухполярного источника питания, два оптоэлектронных прибора, катоды фотодиодов которых подключены к положительному полюсу второго источника питания, отрицательный полюс которого соединен с общей шиной, дифференциальный усилитель , входы которого раздельно соединены с анодами фотодиодов оптоэлектронных приборов, а к выходу подключен регистрируюй ий прибор, светодиоды оптоэлектронных приборов соединены последовательно, при этом анод одного светодиода соединен с положительным полюсом двухполярного источника питания, а катод второго связан с его отрицательным полюсом, отличающееся тем, что, с целью повьшения чувствительности, в него дополнительно введены два транзистоS ра противоположной проводимости и второй дифференциальный усилитель, инвертирующий вход которого соединен со средним выводом двухполярного источника питания, неинвертирующий вход связан с коллекторами транзисторов и .одновременно подключен к среднему выводу потенциометра, а выход через три дополнительно введенэо ных резистора, соеди сенных последоо вательно, присоединен к объединенным 00 выводам катода и анода светодиоо дов оптоэлектронных приборов, к которым одновременно подключены эмиттеры транзисторбв, базы которых черезТ ополнительно введенные третий и четвертый диоды раздельно связаны с объединенными выводами первого и второго, второго и третьего резисторов, подключенных к выходу второго дифференциального усил 1теля.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСГ1УБЛИК (51)4 G 01 R 19/00

Ф

Ж1 -;.з

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOIVIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ ,(г

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3593376/24-21 (22) 20.05.83 (46) 23.09.85. Бюл. 9 35 (72) .В.А. Коротченко, Г.В.Сероклинов, В.В.Альт, Ю.С.Шабанов и А.В.Мисюра (71) Специальное опытное проектноконструкторско-технологическое бюро

СО ВАСХНИЛ t (53) 621.317.7(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 792155, кл. G 01 R 19/00, 28.03,79.

Носов Ю.P. и др. Оптроны и их применение. М.: Радио и связь, 1981, с. 20&-208, рис. 5.3б., (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ТОКА, содержащее измерительный резистор, выводы кот .рого связаны с входHblMH зажимами устройства, предназначенными для включения в цепь контролируемого тока, два диода, анод первого иэ которых соединен с положительным полюсом, двухполярного источника питания, а катод второго диода подключен к его отрицательному полюсу, потенциометр, крайние выводы которого раздельно соединены с катодом первого и анодом второго диодов, а средний вывод подключен к одному выводу измерительного резистора, второй вывод которого соединен со средним выводом двухполярного источника питания, два оптоэлектронных прибора, катоды фотодиодов которых подключены к положительному полюсу второго источника питания, отрица„„SU,, 1180801 A тельный полюс которого соединен с общей шиной, дифференциальный усилитель, входы которого раздельно соединены с анодами фотодиодов оптоэлектронных приборов, а к выходу подключен регистрирующий прибор, светодиоды оптоэлектронных приборов соединены последовательно, при этом анод одного светодиода соединен с положитель. ным полюсом двухполярного источника питания, а катод второго связан с его отрицательным полюсом, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения чувствительности, в него дополнительно введены два транзистора противоположной проводимости и второй дифференциальный усилитель, инвертирующий вход которого соединен со средним выводом двухполярного источника питания, неинвертирующий . вход связан с коллекторами транзисторов и .одновременно подключен к среднему выводу потенцпометра, а выход через три дополнительно введенных резистора, соединенных последовательно, присоединейк объединенным выводам катода и анода светодиодов оптоэлектронных приборов, к которым одновременно подключены эмиттеры

У транзисторов, базы которых через )дополнительно введенные третий и четвертый диоды раздельно связаны с объединенными выводами первого и второго, второго и третьего резисторов, подключенных к выходу второго дифференциального усилителя.

1180801

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть

1 использовано для измерения тока, например, в электроприводе и управляемых преобразователях. 5

Цель изобретения — повышение чувст-. вительности в области малых значений контролируемого тока при сохранении верхнего предела диапазона измеряемых токов. 10

На фиг. i изображена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2— проходная характеристика устройства.

Устройство содержит (фиг. 1) два оптоэлектронных прибора 1 и 2, катоды фотодиодов которых подключены к положительному полюсу +E источника

111 питания, аноды — к входам дифференциального выходного усилителя 3, к выходу которого подключен регистри- 20 рующий прибор 4, а светодиоды оптоэлектронных приборов 1 и 2 соединены последовательно. Кроме того, устройство содержит два диода 5 и 6, соединенные последовательно через потея- 25 циометр 7, средний вывод которого через измерительный резистор 8 подключен к среднему выводу двухполярного источника питания (не показан). При этом анод диода 5 под- щ0 ключен к аноду светодиода оптоэлектронного прибора 1 и к положительному полюсу +Е двухполярного источника п1 питания, отрицательный полюс -Е д которого подключен к катодам диода 6 и светодиода оптоэлектронного прибора 2. Кроме того, устройство снабжено двумя транзисторами 9 и 10 противоположной проводимости и дифференциальным усилителем 11, инвер- 4 тирующий вход которого соединен с средним выводом двухполярного источника питания, а неинвертирующий — с коллекторами транзисторов 9 и 10 и средним выводом потенциометра 7.

Выход дифференциального усилителя 11 через последовательно соединенные резисторы 12-14 соединен с катодом светодиода ептоэлектронного прибора 1 с анодом светодиода оптоэлектронного

50 прибора 2 и эмиттерами транзисторов

9 и 10. При этом база транзистора 9 обратной проводимости подключена к катоду диода 15,.анод которого включен между последовательно включенными

55 резисторами 12 и 13, база транзистора 10 прямой проводимости соединена с анодом диода 16, катод которого включен между последовательно соединенными резисторами 13 и 14. Для включения в цепь контролируемого тока устройство снабжено входными зажимами 17 и 18.

Устройство работает следующим образом.

Устройство включают в цепь контролируемого тока, входящими зажимами ij и 18. В исходном состоянии, когда контролируемый ток равен нулю, потенциометром 7 токи светодиодов оптоэлектронных приборов 1 и 2 и соответственно токи 1их фотодиодов устанавливают таким. образом, чтобы выходной сигнал выходного дифференциального усилителя 3 был равен нулю.

Для нормальной работы оптоэлектронных приборов 1 и 2 рабочий диапазон токов оптоэлектронных приборов 1 и 2 выбирают так, чтобы он находился на линейном участке передаточной характеристики, В указанном исходном состоянии транзисторы 9 и 10 закрываются. При наличии контролируемого тока на измерительном резисторе 8 возникает падение напряжения Бфх (фиг. 1) той или иной полярности в зависимости от направления контролируемого тока. Под действием этого сигнала на выходе дифференциального усилителя 11 возникает ток соответствующего направления и изменяет в противоположных направлениях токи светодиодов оптоэлектронных приборов 1 и 2.

При этом на дифференциальных входах выходного дифференциального усилителя 3 начинают протекать. токи, раз-, ность которых обуславливает появление сигнала на его выходе и соответственно на входе регистрирующего прибора 4.

При малых входных сигналах противоположное изменение токов светодиодов оптоэлектронных приборов 1 и 2 происходит за счет изменения выходного тока дифференциального усилителя 11, имеющего большой коэффициент усиления. При этом области малых значений входного сигнала соответствует участок Т (фиг. 2) проходной характеристики, имеющий большую крутизну.

При дальнейшем увеличении входного сигнала дифференциальный усилитель 11 насыщается, и в зависимости от полярности входного сигнала один из транзисторов 9 и 10, которые управляются дифференциальным усилителем 11 через

80801

%us 2

Составитесь А. Просвирни

Редактор О.Черниченко Техред М.Кузьма

Корректор M-Демчик

Заказ 5916/43 Тираж 747

ВНИИПИ Государственяого комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Филиал IIIIII "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4

3 11 диоды 15 и 16 последовательно соединенные резисторы 12-14, открывается и шунтирует этот усилитель 11. При этом дальнейшее изменение токов светодиодов оптоэлектронных приборов

1 и 2 происходит эа счет тока, который поступает через открытый транзистор 9 или 10 непосредственно с измерительного резистора 8. Таким образом, коэффициент усиления всего устройства.в целом для малых входных ..сигналов оказывается выше, чем для остальногодиапазона.После насыщения дифференциального усилителя 11 производная характеристика устройства определяется участком, (фиг. 2) с меньшей крутизной, Наличие такой характеристики позволяет повысить чувствительность устройства в области малых значений контролируемого тока

fO при сохранении верхнего предела диапазона измеряемых токов.