Измерительный преобразователь нестабильности переменного напряжения в постоянное

 

«з: т >

ОПИСАНИЕ » ...„, ИЗОБРЕТЕН Ия

> и i"" .о с>, .=

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено 22.06.73 (21) 1933448/18-10 (51) M. Кл. G 01 r 19/22 с присоединением заявки NГасударственный комитет

Совета Министров СССР па делам иеооретений и открытий (23 Приоритет

Опубликовано 25.04-75 Бюллетень № 15

Дата опубликования описания 18«О4 75 (53) УДК 621.317.7 (088.8) (72) Авторы изобретения

М. Б. Лейтман и О. Е. Аверченков (71) Заявитель

Смоленский филиал Московского ордена Ленина энергетического института (54) ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НЕСТАБИЛЬНОСТИ

ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ

«

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в информационно-измерительных устройствах и в системах автоматического контроля иуправления.

Известен измерительный преобразователь нестабильности переменного напряжения с гальваническим разделением входа и выхода, содержаший последовательно соединенные двухобмоточный трансформатор и усилитель переменного тока, источник опорного напряжения и два диода.

Однако применение разделительного трансформатора (РТ) в схеме приводит к возникновению ряда сушественных недостатков. Основным из них является крайне нестабильный коэффициент передачи РТ, что обусловлено протеканием тока подмагничивания, который даже в режиме холос1 того хода создает на сопротивлении меди первичной обмотки падение напряжения.

Погрешность РТ поэтому обусловлена как изменением величины тока подмагничивания, зависяшего от индуктивности обмот ки, так и изменением медного сопротивле-I

2 ния при повышении или понижении температуры окружаюшей среды. Указанное обстоятельство приводит к необходимости иметь большую индуктивность первичной обмотки. Тем не менее даже в случае значительной индуктивности стабильность

РТ и величина его входного сопротивления оказываются недостаточно большими, Кро.ме того, значительная индуктивность перщ вичной обмотки приводит к резкому увеличению габаритов РТ, что особенно проявляется в случае большой величины и низкой частоты входного напряжения (например> 220 в, 50 гц); и к возникновению

15 сильной емкостной связи между обмотками, которая затрудняет достижение качественного гальванического разделения в цепей.

11ель изобретения - повысить точность

20 преобразователя нестабильности в широком температурном диапазоне.

Для этого устройство снабжено охваченным обратной связью усилителем постоянного тока, ко входу которого подклк>25 чен источник опорного напряжения и че468171

30 рез первый диод-выход усилителя переменного тока, а трансформатор выполнен трехобмоточным, причем третья обмотка его соединена через второй диод с выходом усилителя переменного тока и не- .5 посредственно — с входом усилителя постоянного тока.

На чертеже приведен предлагаемый измерительный преобразователь нестабильности переменного напряжения в постоянное с гальваническим разделением входа и выхода.

На схеме показаны выходной резистор (Р ) 1, разделительный трансформатор (PT) 2, обмотки PT 3, 4 и 5, усилитель переменного напряжения 6; цепь 7 нелинейной отрицательной обратной связи, состоящая из резисторов 8, 9, имеющих вели« чину Я, и диодов: вспомогательного 10

2> и выпрямительного 11> эталонные резисто-, ры 12 и 13, источник опррного напряжения 14, усилитель 15 постоянного тока, конденсатор 16, цепь отрицательной обра» ной связи усилителя, 15, состоящая из резистора 17 и конденсатора 18.

Входной резистор 1, трансформатор 2, усилитель 6 и цепь нелинейной обратной связи 7 образуют однополупериодное вып- рям»»тельное устройство с гальваническим разделением входной и выходной цепей, Эталонный резистор 12, резистор 17, конденсаторы 16 и 18 и усилитель постоянного тока 15 служат для сглаживания пульса»»М.É.

При помощи эталонного резистора 13 и 35 источника опорного напряжения 14 осуществляется выделение нестабильности выпрямленного напряжения, пропорционального среднему значению входного напряжения.

Поясним работу измерителя нестабильнос- 40 ти полагая, что все обмотки трансформатора имеют одинаковое число витков. Ток зависящий от входного напряжения Ц вх создает в обмотке 3 трансфррматора 2 4б переменный магнитный ток Ф . В сердеч1 нике трансформатора 2, кроме того, образуется переменный магнитный поток отрицательной обратной связи Ф, обусловлен2 ный протеканием по обмотке 4 тока 3 который определяется значением выходного напряжения Ц усилителя 6, причем положительное полуволны 3 проходят через

2 диод 11 и резистор 9, а. отрицательныечерез диод 10 и резистор 8.

Переменное напряжение b, U, образующееся на обмотке трансформатора 2„определяется разностным магнитным потоком в сердечнике трансформатора 2. Если коэффициент усиления усилителя 6 достаточно велик, то практически Ь.Ц "(.), что свидетельствует о малости потока Ф - Ф т.е. можно считать с определенной точностью Ф = Ф . В этом случае (без учета

1 2 падения напряжения на диодах 10 и 11) 2

"г р„ )вх

Напряжение Ц, представляющее собой

3 последовательность отрицательных полувол» переменного напряжения IJ, имеет среднее значение, строго пропорциональное среднему значению входного напряжения и . Так как напряжение Ц опреде«

>-> вх вых ляется разностью .) и с коэффициен3 оп тами, зависящими от величин резисторов

12, 13 и 17, то учитывая неизменность опорного напряжения, нетрудно видеть, что выходное напряжение преооразователя прямо пропорционально нестабильностисреднего значения входного напряжения U вх Конденсаторы 16 и 18 обеспечивают высококачественное сглаживание пульсаций.

Предмет изобретения

Измерительный преобразователь нестабильности переменного напряжения в постоянное, содержащий последовательно соединенные трансформатор и усилитель пере» менного тока, а также источник опорного напряжения и два диода, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности преобразования в широком температурном диапазоне, он снабжен охваченным обратной связью усилителем постоянного тока, ко входу которого подключен источник; опорного напряжения и через первый диод — выход усилителя переменного тока, а трансформатор выполнентрехобмоточным, причем третья обмотка его соединена через второй диод с выходом усилителя переменного тока и непосредственно — с входом усилителя постоянного тока.

46817 1

902

Изд. Ы 854 1 ираж

Заказ (к»

Подписное

ЦИИИГ!И Государственного комитета Совета Министров СССР но делам изобретений и открытий

Москва, 113035, Раушская наб., 4

Предприятие «Патент», Москва, Г-59, Бережковская иаб., 24

Составитель В.Ваганов

Редакiop О.Стенина 1е„ред Н.Ханеева Корректор Н.Лебедева