Устройство для измерения постоянного тока

 

Изобретение относится к электроизмерительной технике. Цель изобретения - повышение точности измерения постоянного тока. Устройство содержит магнитный преобразователь на ферромагнитных сердечниках 1 и 2, входные обмотки 3 и 4, обмотки 5 и 6 возбуждения , генератор 7 затухающих колебаний , элемент 10 обратной связи, интегратор 14, ключ 15, запоминающий элемент 16, синхронизатор 17 и выходные обмотки 12 и 13. Введение в цепь кокшенсациоиных обмоток 8 и 9,преобразователя 11 тока в напряжение исключает динамическую и дрейфовую составляющие погрешности измерения, а также погрешность, обусловленную иеидентичностью сердечников. Устройство обеспечивает измерение входного тока за один цикл возбуждения, йоэтому условием отсутствия динамической составд ляющей погрешности является постоянст-.б W во входного тока на протяжении упомянутого цикла. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (Il) ШgG 01 R 19/20

ГОСУДАРСТНЕННЬ1Й НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3859137/24-21 ,(22) 25.02.85 (46) 15.1 l 86. Бюл. № 42 (72) А.П.Сипегубов, A.Â.Ïîðòÿííèêîâ, В.С,Лебедев и А.С ° Нехитров (53) 62 1.317.7(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 387495, кл. H 03 Г 9/00, 1973.

Авторское свидетельство СССР № 1056068, кл. 0 01 R 19/20, 1983 (54) УСТРОЙСТВО )PIH ИЗМЕРЕНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА (57) Изобретение относится к электраизмерительиой технике, Цель изобретения — повышение точности измерения постоянного тока. Устройство содержит магнитный преобразователь на ферромагнитных сердечниках 1 и 2, входные обмотки 3 ц 4, обмотки 5 и 6 возбуждения, генератор 7 затухающих колебаний, элемент 10 обратной связи, интегратор 14, ключ 15, запоминающий элемент 16, синхронизатор 17 и выходные обмотки 12 и 13. Введение в цепь компенсационных обмоток 8 и 9,преобразователя 11 тока в напряжение исключает динамическую и дрейфовую составляющие погрешности измерения, а также погрешность, обусловленную неидентичнастью сердечников. Устройство обеспечивает измерение входного тока за один цикл возбуждения, поэтому условием отсутствия динамической составляющей погрешности является постоянст- во входного тока на протяжении упомянутого цикла ° 2 ил, 1270

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 — повышение точности измерения постоянного тока. за счет йсключения динамической и дрейфовой составляющих погрешности измерения, а также погрешности, обусловленной неидентичностью сердечников.

На фиг. 1 приведена функциональная 1 схема устройства, на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство содержит магнитный преобразователь на ферромагнитных сердечниках 1 и 2 с входными обмотками

3 и 4,обмотками 5 и 6 возбуждения,соединенными с выходом генератора 7 затухающих колебаний, компенсационными обмотками 8 и 9, включенными между выходом элемента 10 обратной связи и входом преобразователя 11 тока в напряжение встречно по отношению к входным обмоткам 3 и 4, и с выходными обмотками 12 и 13, подключенными 30 к информационному входу интегратора

14, ключ 15, информационный вход которого .подключен к преобразователю

11 тока в напряжение, а выход — к входу запоминающего элемента 16, син- З5 хрониэатор 17, к первому выходу которого подключен управляющий вход генератора 7 затухающих колебаний, к .второму — управляющие входы ключа 15

H запоминающего элемента 1б, а к 40 третьему — управляющий вход интегратора 14, выход которого соединен с входом элемента 10 обратной связи.

В основу работы устройства положен принцип компенсации намагничивающего 43 действия входного тока на каждом отдельном цикле возбуждения.

Устройство работает следующим об„.разом.

Синхронизатор 17 периодически (U< на фиг. 2 б) запускает генератор 7, вырабатывающий пакеты затухающих колебаний тока (фиг. 2 в), протекающего по обмоткам 5 и 6 возбуждения и необходимого для осуще-. у ствления безгистерезисного намагничивания сердечников 1 и 2. Амплитудное значение напряженности воз713 Л буждающего поля, создаваемого затухающим током, постепенно уменьшается от максимального, обеспечивающего техническое насьш(ение сердечников

1 и 2 (на фиг. 2 r до момента

+ л максимальное значение индукции в сердечниках равно индукции насыщения — В = В ), до нуля. За счет дифференциального включения обмоток 5 и 6 возбуждения относительно выходных обмоток 12 и 13 ЭДС наводимые возбуждающим полем в выходных обмотках 12 и 1 3, взаимно компенсируются и напряжение на входе интегратора равно йВ% 1Вк

U =ИS — — — -W чих а 1 д 1В ? dt . Б где W,, W,в, S S? — соответственно числа витков выходных обмоток 12 и 13 и площади поперечного сечения сердечников 1 и 2;

В@,  — составляющие индукции, обусловленные током возбуждения в сердечниках 1 и

2, При W,> = И, = W „„и одинаковых параметрах сердечников 1 и 2 напря жение на входе, а следовательно, и выходе интегратора от возбуждающего поля равно нулю — U zq = U О.

IIo мере уменьшения амплитуды тока возбуждения амплитуда индукции перемагничивания становится меньше индукции насыщения В < В (момент

t = ; Б Л t> на фиг. 2 в, r) и совместное действие возбуждающего поля и постоянного по характеру входного тока (фиг. 2 а) начинает вызывать безгистереэисное намагничивание сердечников 1 и 2. Среднее значение их индукции (В, ) до момента t = t +

4 ht< равное нулю (фиг, 2 r) начинает стремиться к величине

W x

Б

cp3 ? 1 Вхэ

Р

Включение входных 3 и 4 и выходных

12 и 13 обмоток обеспечивает суммирование ЭДС, наводимых в выходных обмотках в результате измерения В, 1 ьп8 1 вх

U -2-дт- РБà — — — 1 и) ср ьк j

Однако, как только под действием начинает изменяться среднее значение индукции и появляется напряже- 15 ние на выходе интегратора, в цепи компенсационных обмоток появляется ток (фиг. 2 е) 20

Кос

3 1270

Интегратор 14, до момента t = t; q л t, находившийся н режиме "Сброс", сигналом Пс, (фиг. 2 б) по управляющему входу переводится в режим "интегрирование . Напряжение с выходных . 5 обмоток поступает на вход интегратора и напряжение íà его выходе стремится к величине

713 4 налом U; синхронизатора 17 переводится в режим Сброс".

После окончания 1-й пачки возбуждения синхронизатор 17 сигналом Пс, вновь запускает генератор 7 и процесс преобразования повторяется.

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает измерение входного тока за один цикл возбуждения.

Поэтому условием отсутствия динамической составляющей погрешности является постоянство входного тока

= const на протяжении упомянутого цикла Лс4 - t (фиг. 2). Кроме того, ввиду-отсутствия операции суммирования и запоминания выходного напряжения интегратора погрешности из-за дрейфа нуля интегратора и иэ-за неидентичности сердечников не накапливаются, что и приводит к повышению точности измерения.

Вследствие встречного включения компенсационных 8 и 9 и входных 3 и

4 обмоток, ток компенсации препят- 25 ствует изменению среднего значения индукции входным током

U (t) = — — 2В (t) = — т=-2 (г — —"

1 6 р S . WьыiS ", W

30 ср (1 „; (t) 1 „)(t))

После некоторого переходного про цесса (фиг. 2 г, д, е при t > t,. i

2 б) интегратор 14 управляющим сигФормула изобретения

Устройство для измерения постоянного тока, содержащее магнитный преобразователь на двух ферромагнитных сердечниках, имеющих входные обмотки, обмотки возбуждения, соединенные с выходом генератора затухающих колебаний, компенсационные обмотки, включенные на выходе элемента обратной связи встречно по отношению к входным обмоткам, и выходные обмотки, подключенные к информационному входу интегратора, ключ, запоминающий элемент, синхронизатор, первый и второй выход которого подключены соответственно к управляющим входам генератора затухающих колебаний и ключа, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения точности, в цепь компенсационных обмоток введен преобразователь тока в напряжение, выход которого через ключ подключен к информационному входу запоминающего элемента, управляющий вход которого подсоединен к второму выходу синхронизатора, а вход элемента обраной связи подключен к выходу интегратора, управляющий вход которого подсоединен к третьему выходу синхронизатора.

1.а 70713

Е,уф

Составитель В.Скоморохов

Редактор П. Киштулинец Техред 11.Попович 1<орректор И.Иароши

Заказ 6239/48 Тираж 728 Подписное

111ИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, 11осква, Ж-33, Раушская наб., д. 4/5

Производствен ro-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4