Автокомпенсационное устройство для измерения
Ссюэ Советских
Социалистических
Республик
О П И С А Н И Е 373633
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К аВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Зависимое от авт. свидетельства ¹â€”
М. Кл. Ст 01 г 7/02
Заявлено 06.1,1971 (¹ 1611249/18-10) с присоединением заявки №вЂ”
Приоритет—
Опубликовано 12.Ill,1973. Бюллетень ¹ 14
Дата опубликования описания 8.VI11.!973
Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров
СССР
УДК 621.317.7.083,5 (088.8) Авторы изобретения В. П. Данильченко, И. М. Золотаревский, В. А. Сушин и В. Г, Фрайберг х „с
Заявите;н т
АВТОКОМПЕНСАЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ
ПОСТОЯННОГО ТОКА
Изобретение относится к области измерительной техники и автоматики н направлено ня измерение сигнала постоянного тока, пропорционального различным технологическим паря метра м.
Известно автокомпенсацпонное устройство для измерения постоянного тока, в котором происходит преобразование токового сигналя и переменное напряжение и компенсация последнего с помощью сельсина в режиме поворотного трансформатора. Однако в этом устройстве и качестве преобразователя входного постоянного тока в переменное напряжение используют ненасыщенный магнитный усилитель, изготовление которого сложно, стабильность невелика, а в кривой выходного напряжения имеются высщие гармоники, что cHilжает чувствительность устройства.
Для повышения точности и надежности измерения в предлагаемом устройстве коллекторная цепь транзистора, на основе которого выполнен модулятор, подключена к последовательно соединенным источнику стабилизированного постоянного няпря>кения блока питмшя и источнику переменного напряжения, выполненного в виде дополнительной обмотки магнитопровода ферродинамического преобразователя, обмотка возбуждения которого запитяня стабилизированным переменным напряжением от блока питания, а выходные обмоткн его соединены последовательно с резистором коллекторной цепи транзистора и входом селективного усилителя.
Ня фиг. 1 представлена принципиальная
5 электрическая схема описываемого устройства; ня фиг. 2 — временная диаграмма его работы.
Измеряемый сигнал постоянного тока поступает ня переход эмиттер-база транзистора 1, 10 включенного по схеме с общей базой, и в коллекторную цепь которого включен резистор 2 значением R»;. Последовательно с источником стабилизированного постоянного напряжения
С, вырабатываемого блоком питания 8, вклю15 чен источник переменного напряжения — дополнительная оомоткя 4, намотанная ня мягнитопроводе ферродинамического преоорязователя 5, обмотка возбуждения преобразователя 5 питается стабилизированным переменным
20 напряжением от блока питания 8. Падение напряжения от коллекторного тока на резисторе 2 складывается с выходным сигналом преобразователя 5, и суммарный сигнал подается ня вход селективного усилителя 6, к выходу
25 которого подключена управляющая обмотка 7 реверсивного асинхронного двигателя 8. Вал последнего связан с рамкой ферродннямического преобразователя я.
Постоянное напряжение Е равно амплитудзО ному значению переменного напряжения U
373633
20 с 1н =1э ° Q при 1Л; (У«
00 3 оЭ
Л10
50 на обмотке 4 преооразователя 5. Вследствие этого, коллекторная цепь транзистора 1 питается пульсирующим с частотой сети напряжением U3, имеющим форму синусоиды, нижнее абсолютное значение которого равно нулю. Ток, протекающий в коллекторной цепи транзистора 1, определяется следующими соотношениями:
U1« = —— « при 1:Л.>I U (2) где 1 — коллекторный ток транзистора 1;
1; — ток, протекающий через переход эмиттер-база транзистора 1 (измеряемый сигнал постоянного тока); а — коэффицнецт передачи транзистора в схеме с общей базой;
У вЂ” мгновенное значение напряжения коллекторного питания транзистора 1;
Pi — сопротивление резистора 2, включенного в коллекторной цепи транзистора 1.
При условии (1) транзистор 1 работает в обычном режиме усиления по схеме с общей базой, когда выходное сопротивление его велико, и коллекторный ток определяется практически только током эмиттера, т. е. сигналом.
При условии (2) транзистор 1 входит в режим насыщения, и выходное сопротивление его резко падает.
Таким образом, в коллекторной цепи транзистора 1 протекает пульсирующий с частотой сети ток, имеющий форму ограниченной с одной стороны синусоиды, уровень ограничения которой изменяется в соответствии с изменением выходного тока. Падение напряжения Уг на резисторе 2, повторяющее форму коллекторного тока, складывается с выходным сигналом е„ферродинамического преобразователя 5.
Суммарное напряжение е пульсирующее с частотой, равной удвоенной частоте сети, подается на вход селективпого усилителя б, выделяющего из входного пульсирующего напряжения его огибающую — напряжение, имеющее частоту сети, амплитуда и фаза которого определяются соотношением амплитуд напряжений U и е„. Реверсивный асинхронный двигатель 8, управляющая обмотка 7 которого подключена к выходу усилителя б, вращается, поворачивая через механизм устройства рамку преобразователя 5 до тех пор, пока амплитуда напряжения, выделенного селективным усилителем, не становится равной нулю. Угол поворота вала двигателя пропорционален значению входного тока.
Вследствие того, что напряжение коллекторного питания формируется обмоткой 4, намотанной на магнитопроводе ферродинамического преобразователя, форма напряжений U u одинакова, и искажения формы напряжения возбуждения преобразователя 5 не вызывают погрешности измерения.
Временная диаграмма работы устройства представлена на фиг. 2, где:
1 — значения коллекторного тока;
II — значения компенсирующего напряжежения — выходного сигнала ферродинамического преобразователя;
III — суммарный сигнал на входе селективного усилителя.
На кривой 1 значения коллекторного тока, определяемые соотношением (1), имеют место на участках п — тг, пг — тз, ..., а определяемые соотношением (2) — на участках m, — и,, тг — аг, тз — аз "
На фиг. 2а, в видно изменение фазы и значения сигнала огибающей при различных значениях входного тока, на фиг. 2, б амплитуда огибающей близка к нулю — режим компенсации.
Предмет изобретения
Автокомпенсационное устройство для измерения постоянного тока, содержащее модулятор, выполненный на транзисторе, включенном в измерительную цепь по схеме с общей базой с резистором в коллекторной цепи, устройство ооратной связи, выполненное в виде ферродинамического преобразователя перемещения в напряжение переменного тока, блок питания и селективный усилитель, выход которого через реверсивный двигатель соединен с рамкой ферродинамического преобразователя, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и надежности измерения, коллекторная цепь транзистора подключена к последовательно соединенным источнику стабилизированного постоянного напряжения блока питания и источнику переменного напряжения, выполненного в виде дополнительной обмотки магнитопровода ферродинамического преобразователя, обмотка возбуждения которого запитана стабилизированным переменным напряжением от блока питания, а выходные обмотки его соединены последовательно с резистором коллекторной цепи транзистора и входом селективного усилителя.
373633 аг.7
Составитель Т. Афонина
Текред Л. Богданова
Корректор Е. Михеева
Редактор С. Хейфиц
Обл. тип, Костромского упраплсция издательств, полиграфии и к|шжной торговли
Заказ 1951 Изд. Хе 1222 Тираж 523 Подписное
ЦНИИПИ Компгста по делам изобретений и открытий пр: Совете М1ншстров СССР
Москва, Ж-35, Раушская íào.. д. 4/5
