Измерительный преобразователь

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 01 R 19/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ (Ь

О

0

С) К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4695406/21 (22) 29.05.89 (46) 15.11.91. Бюл. М 42 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторский институт по оборудованию для шинной промышленности (72) А.П,Харламов и Е.Н.Ежов (53) 621 382(088 8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 800894, кл. G 01 R 19/00, 1981. (54) ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для использования при контроле постоянного тока, в частности, в системах регулирования для реализации обратной связи по току с гальваническим разделением цепей.

Цель изобретения — повышение точности измерения и увеличение чувствительности.

На фиг.1 изображен измерительный преобразователь; на фиг.2 — принципиальная электрическая схема измерительного преобразователя; на фиг.3 — результирующая зависимость выходного напряжения устройства от магнитодвижущей силы, создаваемой входной обмоткой; на фиг,4— электрическая, функциональная схема источника переменного тока с модулированным сигналом от сложения двух гармонических колебаний, Измерительный преобразователь содержит магнитопровод, состоящий иэ двух скоб, образующих замкнутый контур 1 и 2 (фиг.1). Внутренняя скоба имеет скошенные

„,5U щ 1691760 А1 (57) Изобретение относится к злектроизмерительной технике. Цель — повышение точности измерений и увеличение чувствительности. На внутренней скобе магнитопровода размещена подмагничивающая обмотка, которая запитана от источника переменного тока, состоящего из задающих генераторов гармонических колебаний синусоидальной формы, сумматора аналоговых сигналов на резисторах и операционном усилителе, усилителе мощности и конденсаторе. 4 ил, края 3 и с внешней скобой образует зазоры

4 и 5. В этих зазорах расположены магнитодиоды 6 и 7. Между скобами расположены два керамических постоянных магнита 8 и 9, соприкасающиеся одноименными полюсами с каждой из пластин.

На средней части внутренней скобы размещена подмагничивающая обмотка 10.

Входная обмотка 11 является силовым проводом, по которой идет измеряемый ток.

Магнитодиоды подпаяны к пластине 12 из фольгированного стеклотекстолита, на которой выполнена входная часть схемы (фиг.2). Проводники изолируются пластиной

13 из текстолита.

Магнитодиоды соединяются последовательно (фиг.2) и через подстроечные резисторы 14 и 15 подключаются к источнику двуполярного напряжения. К этому же источнику подключен усилитель 16, вход которого соединен со средней точкой магнитодиодов через резистор 17. Резисторы

17-19 определяют коэффициент усиления

1691760

50 усилителя. Конденсатор 20 шунтирует переменную составляющую тока.

Подмагничивающая обмотка 10 эапитана от источника переменного тока, состоящего иэ задающих генераторов 21 и 22 гармонических колебаний синусоидальной формы сумматора аналоговых сигналов, выполненного на резисторах 23-25 и операционном усилителе 26, усилителя 27 мощности и конденсатора 28. Выходы генераторов со- 10 единены с сумматором аналоговых сигналов. В ы ход сумматора соединен с усилителем 27 мощности. Выход усилителя

27 через конденсатор 28 соединен с подмагничивающей обмоткой.

Устройство работает следующим образом.

В исходном GGGTQIIHIIII1 rIpvl отсутствии тока во входной обмотке 11 магнитный поток состоит из двух составляющих — переменной и постоянной. Переменная составляющая определяется магнитодвижущей силой подмагничивающей- обмотки, а постоянная — намагничивающей силой постоянных магнитов. Магнитный поток, замыкаясь через скошенные концы 3 скобы 2, развивает в зазоре заданную индукцию, Магнитодиоды под влиянием магнитного поля меняют внутреннее сопротивление, в результате величина магнитной индукции преобразуется в идентичный электрический сигнал. Переменная составляющая сигнала замыкается через конденсатор 20, а постоянная составляющая равна нулю. Учитывая, что параметры магнитодиодов могут отличаться, последовательно с ними включены подстроечные резисторы.

При появлении тока во входной обмотке наблюдается увеличение магнитной индукции в одном зазоре и уменьшение в другом, Сопротивление одного магнитодиода увеличивается, а другого уменьшается. В результате в точке соединения магнитодиодов появляется разность потенциалов определенной полярности по отношению к нулевому проводу. При изменении направления тока во входной обмотке 11 магнитное поле сменит направление, картина изменения сопротивлений магнитодиодов 6 и 7 будет обратная, Разность потенциалов, фиксируемая усилителем 16, сменит полярность. Характер результирующей зависимости исходного напряжения устройства U»x. от магнитодвижущей силы F входной обмотки, : создаваемой контролируемым током, имеет вид, показанный на фиг.3.

Схема источника (фиг.4) состоит из двух задающих генераторов 21 и 22 гармонических колебаний синусоидальной формы. Если система измерения допускает использование частоты колебаний 50 Гц, то в качестве одного иэ задающих генераторов можно испольэовать сеть переменного тока. Частота колебаний сигнала генератора выбирается из условия, чтобы разность частот была в три раза или более меньше, чем исходные гармонические сигналы, Для получения модулированного сигнала, исходные гармонические сигналы суммируются на сумматоре, состоящем иэ операционного усилителя 26 и резисторов 23 — 25.

Использование двух гармонических колебаний обеспечивает получение модулированного сигнала с переменной амплитудой тока. Амплитуда тока меняется от суммы амплитуд исходных сигналов до их разности, т.е. до нуля. Несущая частота модулированного сигнала равна .средней арифметической величине от исходных частот гармонических сигналов, Частота изменения амплитуды тока равна разности частот гармонических сигналов. Модулированный сигнал усиливается в усилителе 27 мощности и подается через конденсатор 28 на дополнительную обмотку датчика.

Конденсатор служит для компенсации реактивной нагрузки индуктивности дополнительной обмотки, что увеличивает коэффициент полезного действия источника переменного тока, уменьшает потребляемый ток и устраняет постоянную составляющую тока усилителя мощности.

Формула изобретения

Измерительный преобразователь, содержащий магнитопровод, входную обмотку, два керамических постоянных магнита, два магнитодиода, которые размещены в зазорах магнитопровода, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности измерений и увеличения чувствительности, . в него введены подмагничивающая обмотка и источник переменного тока, причем магнитопровод выполнен в виде внутренней и внешней скоб, образующих замкнутый контур, постоянные магниты расположены между скобами, а источник переменного тока выполнен в виде двух генераторов гармонических синусоидальных сигналов, которые через сумматор аналоговых сигналов подключены к усилителю мощности, а усилитель мощности через разделительный конденсатор подключен к подмагничивающей обмотке.

169i760

1691760

Составитель E,Ñàýoíîâ

Техред M,Mîðãåíòàë Корректор О. Кундрик

Редактор Ю.Середа

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 3925 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раувская наб., 4/5