Датчик постоянного и переменного тока
Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения тока. Цель изобретения - повышение точности передачи сигнала. Устройство содержит дифференциальные усилители 1, 2, измерительные трансформаторы 3, 4 и двухполюсники 10-13, выполненные каждый в виде резистора и конденсатора, соединенных параллельно. В результате введения двухполюсников 10-13 и новых функциональных связей обеспечивается снижение в тракте преобразования помех, обусловленных конечной шириной петли гистерезиса и насыщением магнитных сердечников измерительных трансформаторов, что повышает точность передачи входного сигнала. 2 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (19) (11) б11 z С 01 R 19/20 Фа
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГНН1 СССР
1 (21) 4272605/24-21 (22) 30.06.87 (46) 30,09,89. Бюл. Р 36 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по автоматизированному электроприводу в промьппленности, сельском хозяйстве и на транспорте (72) В.С.Васильев (53) 621.317.7(088,8) (56) Ольшевски И. Гибридная ИС развя— зываюп1его усилителя, выполненная на безнамоточном трансформаторе.
Электроника., 1978, 11- 15, с. 22-23.
Авторское свидетельство СССР
В 1160317, кл. G Ol R 19/30, 1983.
Авторское свидетельство СССР
У 1160325, кл, G 01 R 19/20, 30,03.83.
2 (54) гАТЧИК ПОСТОЯННОГО И ПЕРЕМЕННОГО
ТОКА (57) Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения тока. Цель изобретения — повышение точности передачи сигнала. Устройство содержит дифференциальные усилители 1, 2, измерительные трансформаторы 3, 4 и двухполюсники 10-13, выполненные каждый в виде резистора и конденсатора, соединенных параллельно, В результате введения двухполюсников 10-13 и новых функциональных связей обеспечивается снижение в тракте преобразования помех, обусловленных конечной юириной петли гистерезиса и насьпцением магнитных сердечников измерительных трансформаторов, что повьппает точность передачи входного сигнала. 2 ил, 3 1511696
Изобретение относится к злектроизмерительной технике и может быть . использовано в силоных регуляторах тока или напряжения, в преобраэовате- 5 лях электроприводов постоянного или переменного тока для измерения тока в контролируемых цепях.
Цель изобретения — повышение точности передачи сигнала эа счет сниже- 10 ния в тракте преобразования помех, вызываемых конечной шириной петли гис- . терезиса и насыщением магнитных "ердачников трансформаторон датчика.
На фиг. 1 изображена электричес- 15 кая схема устройства; на фиг. 2 временные диаграммы, поясняющие его работу, Устройство содержит (фиг. 1) диф- 20 фереициульные усилители I и 2, измерительные трансформаторы 3 и 4, резистОры 5-9 и двухполюсники 10-13р каждый из которых выполнен в ниде резистора и конденсатора, соединен- 25 ных параллельно, Выход дифференциального усилителя 1, резистор 5, являющийся токоограничивающим, и вторичная обмотка трансформатора 3, соединенные последовательно, присоединены к инвертирующему входу дифференциального усилителя 2, выход которого через вторичную обмотку трансформатора 4 соединен с выходом устройства. Резистор 6, являющийся нагрузочным, одним выводом подключен к выходу устройства, а другим своим выводом присоединен к Общей шине устройства. Иннертирующий и неиннертирующий входы дифференциального уси- 40 лителя 1 соединены с общей шиной соответственно через двухполюсник,13 и резистор 8 и одновременно через резистор 7 и днухполюсник 10, соответственно подключены к выводу резистора
5, соединенному с выводом вторичной обмотки трансформатора 3, Выход дифференциального усилителя 2 через двухполюсник 11 соединен с собственным инвертирующим входом, а неинвертирующий вход дифференциального усилителя 2 через двухполюсник 12 соединен с общей шиной устройства и одновременно через резистор 9 связан с выходом дифференциального усилителя 1, Первичные обмотки трансформаторов 3 и 4 соединены последовательно встречно, а их свободные выводы раздельно подключены к входным эа4 жимам устройства, Одни одноименные вы-. воды вторичных обмоток трансформаторов 3 и 4 подключены соответстненно к инвертирующему входу и выходу дифференциальнагс усилителя 2, а другиесоотнетственнО к Выводу резистора и ныходу устройства.
Устройство работает следующим образом„
Первичные обмотки трансформаторов
3 и 4 посредством входных зажимов (фиг. 1) включают в цепь контролируемого тока t „. Дифференциальный усилнтечь 1 совместна с резисторами 5, 7, 8 и 9,, двухполюсниками 10 и 13 и вторичной обмоткой трансформатора
3 образуют автогенератор с задержанной отрицательной обратной связью, формирующий импульс, близкие по форме к прямоугольным. При этом магнитный сердечник трансформатора 3 перемагничивается по предельной петле гистерезиса независимо от величины и направления контролируемого тока
I „,,,протекающего по первичной обмотке трансформатора 3, а сигналом к переключению дифференциального усичителя 1 антогенератора служит вход магнитного сердечника трансформатора
3 н насыцение. "а-держка Отрицательной обратной связи в автогенераторе
Осуществляется конденсатором двух- полюсника 13, а конденсатсром двухполюсника 10 обеспечивается форсировка положительной обратной связи в момент переключения. Сопрот;."вление днухполюсника 13 и сопроти=,:ение резистора 8, а также сопротивление двухполюсника 10 и сспротивление резистора 7 выбирают попарно равными по величине
Если, например. сопротивление двухполюсника 10 будет больше сопротивления резистора 7, то перемагничивание магнитного сердечника трансформатора
3 будет происходить по неполной петле гистерезиса со смещением в Одну из сторон. При этом характеристика
"вход-выход" датчика станет нелинейной.
Если соотношение сопротивлений этих же элементов изменить на противоположное, то перемагничивание маг-. нитного сердечника трансформатора 3 будет происходить по полной петле, но будет иметь место вход магнитного сердечника н режим глубокого насыще- ния, который вызывает значительные
11696
5 1S выбросы тока во вторичной обмотке трансформатора 3 (фиг, 2а, кривая
I® 1, что существенно снижает точ®11Ч ность передачи входного сигнала I Ä.
И только при указанном вьппе равенстве сопротивлений двухполюсника 13 и резистора 8 и сопротивлений двухполюсника 10 и резистора 7 будет обеспечиваться перемагничивание магнитного сердечника трансформатора 3 по полной петле гистерезиса с минимальным входом его в эбласть насыщения, что значительно снижает выбросы тока во вторичной обмотке трансформатора 3 (фиг. 2б, кривая I„„1,) и существенно повьппает точность йередачи .входного сигнала I
Сведя к минимуму уровень помех от выбросов тока при входе магнитного сердечника трансформатора 3 в насыщенное состояние, следует также уменьшить до минимума уровень помех, обусловленный конечной шириной петли гистерезиса магнитного сердечника трансформатора 3. В токе вторичной обмотки трансформатора 3 ширина петли гистерезиса отражается величиной
6I„„ (фиг. 2б), Компенсацию влияния ширины петли гистерезиса обеспечивает введением обратной связи с выхода дифференциального усилителя
1 на неинвертирующий вход дифференциального усилителя 2 через резистор
9, который с двухполюсником 12 образует делитель напряжения. Одновременно с этим конденсатор двухполюсника
12 и конденсатор двухполюсника 11 уменьшают выбросы в выходном напряжении Б ....„11дифференциального усилитеьыx 1 } ля 2 (фиг. 2в) . Величина сопротивления резистора двухполюсника 11 определяет при этом коэффициент усиления устройства и выбирается равной величине сопротивления резистора 6, что обеспечивает работу трансформатора
4 в линейной зоне петли гистерезиса его магнитного сердечника. При этом изменением величины сопротивления резистора 6 магнитный сердечник трансформатора 4 может быть достаточно легко введен в линейную зону петли гистерезиса в. случае наличия неиден% тичностй используемых магнитных сердечников и вторичных обмоток трансформатора 4. Выходное напряжение
11 „< 1 дифференциального усилителя 2 фильтруется вторичной обмоткой трансформатора 4, имеющей большое индук20
4S
55 тинное сопротивление, и на выходе датчика формру ..тся напряжение П ыу (фиг. 2г). При э" îì уровень гаразитных составляющих в выходном напряжении Б,ь,„ датчика существенно меньше, что обеспечивает повьапенне точности передачи входного сигнала„ Указанное преимущество предлагаемого датчика позволяет, например, в случае использования датчика в электроприводе, расширить диапазон регулирования, что в свою очередь способствует улучшению качества обработки деталей.
Ф о р м у л а
Датчик постоянного и переменного тока, содержащий первый и второй трaíHñ ô îð ì à òTîoð bûI, первичные обмотки которых, соединенные последовательно, подключены к вторым зажимам датчика, первый дифференциальный усилитель, к инвертирующему и неинвертирующему входам которого первымн выводами присоединены соответственно первый и второй резисторы, и второй дифференциальный усили- -ль, к неинвертирующему входу которого подключен первый вывод третьего резистора, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повьппения точности передачи сигнала дополнительно введены четвертый и пятый резисторы и четыре двухполюсни- ка, выполненные каждый в виде резистора и конденсатора, соединенных параллельно, причем первые выводы nepBoF0 и второго двухполюсников подключены соответственно к инвертирующе-. — му и неинвертирующему входам первого дифференциального усилителя, к выходу которого одновременно присоединены второй вывод третьего и первый вывод четвертого резисторов, вторые выводы первого двухполюсника и второго резистора и первые выводы третьего двухполюсника и пятого резистора соединены с общей шиной, второй вывод тре-. тьего двухполюсника присоединен к неинвертирующему входу второго дифференциальноГо усилителя, к инвертирующему входу и выходу которого раздельно подключены первый и второй выводы четвертого двухполюсника, одноименные выводы вторичных обмоток первого и второго трансформаторов соединены соответственно с инвертирующим входом и выходом в-орого дифференциаль-, 1511696
Составитель С.Вейский
Редактор А.Долинич Техред N.дидык
Корректор Т.Палий
Заказ 5899/49 Тираж 714 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 ного усилителя, их другие одноименные выводы подключены соответственно к второму выводу четвертого резистора, соединенному одновременно с вторыми выводами первого резистора и второго двухполюсника, и к выходному зажиму датчика, соединенному с вторым выводом пятого резистора, а первичные обмотки трансформаторов включены одна по отношению к другой встречно.
