Устройство для измерения постоянного тока

 

Изобретение может быть использовано в качестве высокочувствительного измерителя постоянного тока с гальванической развязкой между цепью измернемого тока и входом устройства . Цель изобретения - снижение потребляемой мощности. Устройство содержит магнитный преобразователь на двух тороидальных сердечниках1 и 2 с обмотками 3-6, генератор 7 затухающих колебаний с обмотками 8 и 9, ключ 10, интегратор 11, запоминающий элемент 12, звено 13 обратной связи, компенсационные обмотки 14 и 15,синхронизатор 16, блок 18 поиска и пороговый блок 19. Введение блока 17 управления звеном обратной связи позволяет регулировать длиС 3 тельность диапазона измерения импульсов тока компенсации, а также расширить динамический диапазон измерения за счет выведения из насыщения магнитных сердечников 1 и 2 при больших значениях измеряемого тока. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1 (51) 4 G 01 R 19/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

daa

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3783126/24-21 (22) 26.06.84 (46) 23. 10. 86. Бюл. В 39 (71) Новочеркасский политехнический институт им. Серго Орджоникидзе и Всесоюзный научно-исследовательский институт противопожарной обороны (72) А.К.Малина, В.И.Лачин, В.П.Холодков, Б.А.Демидов, И.Ф.Поединцев и Л.В.Олейникова (53) 62 1.317.7 (088 .8) (56) Авторское свидетельство СССР !

)! 387495, кл. Н 03 F 9/00, 1971.

Авторское свидетельство СССР

))! 1056068, кл. G 0 1 R 19/20, 01.03,82 °

I (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОСТО—

ЯННОГО ТОКА (57) Изобретение может быть использовано в качестве высокочувствительного измерителя постоянного тока с гальванической развязкой между цепью измеряемого тока и входом устройства. Цель изобретения — снижение потребляемой мощности. Устройство содержит магнитный преобразователь на двух тороидальных сердечниках 1 и 2 с обмотками 3-6, генератор 7 затухающих колебаний с обмотками 8 и

9, ключ 10, интегратор 11, запоминающий элемент 12, звено 13 обратной связи, компенсационные обмотки 14 и 15,синхронизатор t6, блок 18 поиска и пороговый блок 19. Введение блока 17 управления звеном обратной связи позволяет регулировать длительность диапазона измерения импульсов тока компенсации, а также расширить динамический диапазон измерения за счет выведения из насыщения магнитных сердечников 1 и 2 при больших значениях измеряемого тока. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1265634

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в качестве высокочувствительного измерителя постоянного тока с гальванической развязкой между цепью измеряемого тока и входом устройства.

Цель изобретения — снижение потребления мощности за счет введения управления звеном обратной связи, регулирующим длительность импульсов тока компенсации, а также расширение динамического диапазона измерения за счет выведения из насьпцения магнитных сердечников при больших значениях измеряемого тока.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства," на фиг. 2 — временные диаграммы.

Устройство (фиг. 1) содержит магнитный преобразователь на двух тороидальных сердечниках 1 и 2 с входными обмотками 3 и 4, обмотками 5 и 6 возбуждения, соединенными с выходом генератора 7 затухающих колебаний, выходными обмотками 8 и 9, подключенными к входу ключа 10, выход которого через интегратор 1 1 подключен к входу запоминающего элемента 12. К выходу последнего через звено 13 обратной связи подключены компенсационные обмотки 14,и 15.

Устройство содержит также синхронизатор 16 и блок 17 управления звеном обратной связи, причем к выходу синхронизатора 16 подключены управляющий вход генератора 7 затухающих колебаний и вход блока 17 управления звеном обратной связи, выход которого соединен с управляющим входом звена 13 обратной связи. Выход запоминающего элемента 12 связан с выходным зажимом устройства. Устройство может быть также снабжено блоком 18.поиска, вход которого подключен к выходу запоминающего элемента 12, а выход через выходные обмотки 8 и 9 связан с входом ключа

10, и пороговым блоком 19, вход которого подключен к среднему выводу выходных обмоток 8 и 9, а выход соединен с управляющим входом блока 18 поиска.

Устройство работает следующим образом.

Синхронизатор 16 периодически (фиг. 2a) запускает генератор 7 затухающих колебаний, вырабатывающий

1О

ЗО

45 пакеты затухающих колебаний тока (фиг. 2б), протекающие по обмоткам

5 и 6 возбуждения и необходимые для осуществления безгистерезисного намагничивания сердечников 1 и 2.

Эти пакеты затухающих колебаний тока совместно с входным током (фиг. 2в) осуществляют безгистерезисное намагничивание сердечников и 2, в которых устанавливается значение магнитнои индукции, соответствующее входному току i „. Первым импульсом следующего пакета затухающих колебаний тока оба сердечника 1 и 2 переводятся в режим насьпцения, т.е. осуществляется считывание ранее записанной информации, и на выходных обмотках 8 и 9 индуцируется импульс напряжения, пло— щадь которого пропорциональна входному току i „ . Последующие импульсы пакета затухающих колебаний тока вновь осуществляют безгистерезисное намагничивание сердечников 1 и 2.

Ключ 10, управляемый синхронизатором 18 (фиг. 2а), открывается на время действия в выходных обмотках 8 и 9 импульса напряжения, -плбщадь которого пропорциональна и этот импульс напряжения поступает на вход интегратора 11, с его выхода напряжение, амплитуда которого пропорциональна ц„, поступает на вход запоминающего элемента 12, что„ ведет к появлению напряжения на его выходе (фиг. 2г). Все остальное время, когда ключ 10 закрыт, запоминающий элемент 12 сохраняет неизменным напряжение на своем выходе. Появление этого напряжения на выходе устройства ведет к тому, что по компенсационным обмоткам 14 и 15 начинает протекать импульсный компенсирующий ток (фиг. 2д), величина которого определяется параметрами звена 13 обратной связи и пропорциональна указанному выходному напряжению, а длительность импульса тока компенсации регулируется блоком 17 управления звеном обратной связи и равна длительности пакета затухающих колебаний тока на выходе генератора 7 затухающих колебаний.

В связи с тем, что магнитодвижущая сила, создаваемая компенсирующим током, направлена встречно магнитодвижущей силе, создаваемой входным током, происходит уменьшение

126

Если измеряемый ток i достаточ- .

ВХ но велик, и при включении устройства импульсы на выходе интегратора

11 отсутствуют, т.е. сердечники 1 и 2 глубоко насыщены и не перемагничиваются пакетами затухающих колебаний тока, то импульсами со среднего вывода выходных обмоток 8 и 9 4> запускается пороговый блок 19 и включается блок 18 поиска, который представляет собой управляемый ис— точник напряжения, выполненный, например, на основе триггера Шмитта. 50

С помощью блока 18 поиска сердечники 1 и 2 выводятся из насыщения, и далее работа устройства происходит как описано. Г!ри наступлении динамического равновесия, т.е. при равен- 55

-стве ампервитков измеряемого и компенсирующего токов, импульсы на среднем выводе выходных обмоток 8 и

4О магнитодвижущей силы, действующей в сердечниках 1 и 2. При осуществлении безгистерезисного намагничивания в сердечниках 1 и 2 устанавливается состояние, соответствующее разности между входным и компенсирующим токами. Поэтому при считывании первым импульсом очередного пакета затухающих колебаний тока площадь первого импульса напряжения на выходных обмотках 8 и 9, соответствующая разности между входным и компенсирующим токами, будет меньше. При отпирании ключа 10 этот импульс поступает на интегратор 11 а затем на 5 вход запоминающего элемента 12, что вызывает приращение напряжения на выходе устройства. Это ведет к увеличению компенсирующего тока (фиг.2д), а следовательно, к уменьшению 20 результирующего намагничивающего тока, воздействующего на сердечни— ки 1 и 2. Поэтому при воздействии очередного пакета затухающих колебаний тока площадь импульса напря- 25 жения, индуцируемая в выходных обмотках 8 и 9 уменьшается, что в свою очередь ведет к уменьшению приращения напряжения на выходе устройства и, следовательно, к умень в gp шению приращения компенсирующего тока. Динамическое равновесие устанавливается при равенстве ампервитков компенсирующего и измеряемого токов.

Напряжение на выходе устройства при этом устанавливается пропорциональ— ным входному измеряемому току

5634 4

9 исчезают, и пороговый блок 19 отключает бпок 18 поиска, что исключает внесение погрешности в выходное напряжение

Предла|аемое устройство, благодаря введению блока управления звеном обратной связи, регулирующим длительность импульсов компенсирующего тока, имеет меньшее потребление мощности. Кроме того, при дополнительном использовании порогового блока и блока поиска, обеспечивающих выведение магнитных сердечников из насыщения при больших значениях измеряемого тока, расширяется динамический диапазон измерения в области больших токов.

Формула изобретения

1. Устройство для измерения постоянного тока, содержащее магнитный преобразователь на двух тороидальных сердечниках, имеющих входные обмотки, соединенные с входными зажимами устройства, обмотки возбуждения, соединенные с выходом генератора затухающих колебаний, компенсационные обмотки, включенные встречно по отношению к входным обмоткам, подключенные к выходу звена обратной: связи, выходные обмотки, соединенные через ключ с входом инте.ратора, запоминающий элемент, вход которого присоединен к выходу интегратора, а выход одновременно подключен к входу звена обратной связи и выходному зажиму устройства, и синхронизатор, соединенный своим выходом одновременно с управляющим входом ключа и управляющим входом генератора затухающих колебаний, о т л и ч а ю — . щ е е с я тем, что, с целью снижения потребления мощности, дополнительно введен блок управления звеном обратной связи, вход которого подключен к выходу синхронизатора, а выход соединен с управляющим входом звена обратной связи.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения динамического диапазона измерения, дополнительно введены пороговый блок и блок поиска, вход которого подключен к выходу запоминающего элемента, выход через выходные обмотки связан с входом ключа, В 1265634 6 а управляющий вход соединен с выхо- подключен к среднему выводу выходных дом порогового блока, вход которого обмоток.

<ае д

4utl д

Составитель С.Вейский

Редактор Н.Яцола Техред M.Õîäàíè÷ Корректор А.Обручар

Заказ 5657/40 Тираж 728 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул, Проектная, 4