Измерительный преобразователь постоянного тока

 

ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА, содержащий ;магнитопровод с нанесенной на него обмоткой возбуждения, компенсацион .кую и измерительную обмотки, последняя из которых соединена с входньшои клеммами устройства, генератор возбуждения , выход которого подключен к обмотке возбуждения, усилители переменного и постоянного тока и индий катор, включенный через компенсационную обмотку в выходную цепь усилителя постоянного тока, о т л и ч аю щ и и с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены дополнительньй магнитопровод, разрядный резистор,фазорасщепитель, два однополупериодных пиковых детектора и сумматор, причем компенсационная и измерительная обмотки нанесены на сборку из двух магнитопроводов, разрядный резистор включен между одним из выводов компенсационной обмотки и несвязанным с ней выводом индикаi тора, вход усилителя переменного тока соединен с выходами разрядного (/) резистора, а выход-с входом фазорасс щепителя, входы однополупериодных пиковых детекторов подключены к вы- . ходам фазорасщепителя, а их выходы через сумматор - к входу усилителя постоянного тока. 00 N9 Jliii NP to

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (I9) (1)) (g() 4 G 01 R 19/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

tlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3728359/24-21 . (22) 20.04,84 (46) 30 ° 09,85 Бюл. Р 36 (72) В.В.Калиниченко (71) Объединенный институт ядерных ,исследований (53) 621.317.7(088..8) (56) Авторское свидетельство СССР по заявке У 3526601/21,кл. G 01. R 17/00,.

1983.

Патент Великобритании Р 1488262,,1963. (54)(57) ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА, содержащий :магнитопровод с нанесенной на него обмоткой возбуждения, компенсационную и измерительную обмотки, последняя иэ которых соединена с входными клеммами устройства, генератор возбуждения, выход которого подключен к обмотке возбуждения, усилители переменного и постоянного тока и индикатор, включенный через компенсационную обмотку в выходную цепь усилителя постоянного тока, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения точности, в него введены дополнительный магнитопровод, разрядный резистор,фазорасщепитель, два однополупериодных пиковых детектора и сумматор, причем компенсационная и измерительная обмотки нанесены на сборку из двух магнитопроводов, разрядный резистор включен между одним из выводов компенсационной обмотки и несвязанным с ней выводом индикатора, вход усилителя переменного

Щ тока соединен с выходами разрядного резистора, а выход-с входом фазорасщепителя, входы однополупериодных пиковых детекторов подключены к выходам фазорасщепителя а их выходы через сумматор — к входу усилителя постоянного тока.

1182422

Изобретение относится к электро-1измерительной технике и предназначено для использования при измерениях постоянных токов большой величины.

Цель изобретения - повышение точности путем обеспечения высокой стабильности "нуля".

На чертеже представлена функциональная схема предложенного измерительного преобразователя постоянного 10 тока.

Устройство содержит магнитопроводы 1 и 2, обмотку 3 возбуждения, компенсационную обмотку 4 и измерительную обмотку 5, генератор 6 воэбужде- 15 ния, усилитель 7 переменного тока, усилитель 8 постоянного тока, индикатор 9, разрядный резистор 10, фазорасщепитель 11, однополупериод.ф ные пиковые детекторы 12 и 13 и сум- 20 матор 14. Позициями 15 и 16 на схеме обозначены входные клеммы устройства. Обмотка 3 возбуждения нанесена на магнитопровод 1, а коменсационная 4 и измерительная 21

5 обмотки — на сборку из магнитопроводов 1 и 2. Измерительная обмотка 5 соединена с входными клеммами

15 и 16 устройства. Выход генератора

6 возбуждения подключен к обмотке

3 возбуждения. Индикатор 9 включен через компенсационную обмотку 4 в выходную цепь усилителя 8 постоянного тока. Разрядный резистор 10 включен между одним из выводов компенсационной обмотки 4 и несвязанным с ней выводом индикатора 9. Вход усилителя 7 переменного тока соединен с выводами разрядного резистора

10 а выход - с входом фазорасщепиФ

40 теля 11. Входы однополупериодных пиковых детекторов 12 и 13 подключены к выходом! фазорасщепителя 11, а их выходы через сумматор 14 — ко входу усилителя 8 постоянного тока.

Устройство работает следующим образом

Предлагаемый иэмеригельньй преобразователь представляет собой замкнутую систему автоматического регулирования следящего типа. Выходная величина (ток компенсации I к) воспроизводит в определенном масштабе входную величину (измеряемый ток II,).

Значение выходной величины II индицируатся индикатором 9.

В стационарном режиме состояние магнитопровода 1 описывается соотношением:

Iè 1 < к 1 1"1ст где gIW — действующее рассогласование следящей системы, приведенное к намагничивающей силе.

При большом усилении разомкнутого контура следящей системы 6 IW ст

О, т.е. пренебрежимо мало.

Следовательно, I „= 1цМ„ /Wy

При отсутствии подмагничивания магнитопроводов 1 и 2 полем постоянного тока (т.е. в режиме полной компенсации, когда Ь IW = О) индуктив ности обмоток возбуждения 3 и компенсационной 4 велики. Поэтому ток в цепи обмотки 3 возбуждения мал и к ней приложено напряжение прямоугольной формы, вырабатываемое генератором 6 возбуждения.

Так как между обмотками возбуждения 3 и компенсационной 4 имеется трансформаторная связь через магнитопровод 1, в последней индицируется напряжение, вызывающее появление тока в цепи, образованной последовательно соединенными индикатором 9 и разрядным резистором 10. В результате наличия в объеме компенсационной обмотки 4 массивного магнитопровода

2, этот ток имеет относительно малую величину и является током намагничивания магнитопровода 2, Вследствие симметрии кривой намагничивания положительная и отрицательная полуволны тока имеют одинаковую форму и равные амплитуды. Соответственно этими же свойствами обладают и полуволны напряжения на разрядном ре-, зисторе 1.0.

Напряжение, снимаемое с разрядного резистора 10, после усиления усилителем 7 переменного тока поступает на вход фаэорасщепителя 11, с выходов которого противофазные напряжения подводятся к входам однополупериодных пиковых детекторов 12 и

13. Каждый из детекторов 12 и 13 детектирует "свою" полуволну напряжения, снимаемого с разрядного резистора 10. Если, например выходное напряжение детектора 12 пропорционально амплитуде положительной полуволны напряжения на разрядном резисторе 10, то выходное напряжение детектора 13 пропорционально амплитуде отрицательной полуволны.

Составитель Л.Морозов

Редактор Л.Пчелинская Техред Л.Микеш Корректор) А.Тяско

Заказ 6100/43 Тираж 747 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

3 11824

С учетом сказанного о свойствах полуволн напряжения на разрядном резисторе 10 можно сделать вывод, что алгебраическая сумма выходных напряжений детекторов 12 и 13,выделен" ная сумматором 14, равна нулю. Таким образом, регулирующее воздействие на входе усилителя 8 постоянного тока равно нулю и режим компенсации (b IW = О) сохраняется неизменным. 1О

При нарушении режима компенсации т.е. при hIM ф 0 магнитопроводы и 2 насыщаются и индуктивность обмоток возбуждения 3 и компенсационной 4 резко уменьшается. Так как

МДС возбуждения знакопеременна, то в один из полупериодов ее направление совпадает с МДС разбаланса П, создавая еще более глубокое насыщение магнитопровода 1. Вследствие этого магнитная связь между обмотками возбуждения 3 и компенсационной 4 нарушается, напряжение на разрядном резисторе 10 в этот полупериод равно нулю.

В другой полупериод МДС воэбужце- 25 ния направлена навстречу МДС разбаланса hIM и при величине тока возбуждения I „, удовлетворяющей условию hIM — I „Ч Ф 0 (где

M — количество витков обмотки 3 возбуждения), магнитопровод 1 выходит из насыщения, индукции в нем начинает изменяться. Трансформаторная связь между обмотками возбуждения 3 и компенсационной

4 восстанавливается и в компенсационной обмотке 4 индицируется импульсное напряжение, которое, будучи приложенным к последователь22 4 но включенным индикатору 9 и разрядному резистору 10, вызывает в этой цепи импульсный ток. Полярность импульсов тока в указанной цепи зависит от знака разбаланса 6 П4.

Соответственно, однополярные импульсы напряжения с разрядного резистора

10 после усиления их усилителем 7 переменного тока поступают через фаэорасщепитель 11 на входы детекторов 12 и 1З.В этих условиях выходное напряжение только одного из укаэанных детекторов отлично от нуля.

Отличным от нуля становится и напряжение на выходе сумматора 14 ° На выходе усилителя 8 постоянного тока появляется регулирующее воздействие под действием которого ток I изменяется до тех пор, пока разбаланс не будет устранен (с точностью до

AI Wcr ) °

В данном случае гарантируется высокая стабильность "нуля при преобразовании разбаланса kI M в регулирующее воздействие. С помощью вновь введенных элементов и блоков сравниваются амплитуды сигналов, полученных при периодическом намагничивании магнитопровода 1 в.положительном и отрицательном направлениях. В результате высокой степени идентичности параметров магнитопровода при намагничивании его в одном и другом направлениях при сравнении обеспечивается высокая стабильность

"нуля", что, в свою очередь, обеспечивает повышение точности измерительного преобразователя.