Тарнзисторный датчик постоянного тока

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

{i1)555349

К АВТОРСКОМУ СВИДНЕПЬСТВУ

{61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 25.12.74 (21) 2088446/21 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.04.77.Бюллетень № 15 (45) Дата опубликования описания 26.05.77 (51) N. Кл.2

GCl К 19/00

Государственный комнтет

Совета Инннстраа СССР оа делам наабретаннй н аткрытнй (53) УДК 621.317.7 (088.8) Б. Л. Уан-Золи (72) Автор изобретения (71) Заявитель (54) ТРАНЗИСТОРНЫЙ ДАТЧИК ПОСТОЯННОГО ТОКА

Изобретение относится к устройствам контроля и авторегулирования и может быть использовано в автоматизированном апектроприводе, Известен датчик постоянного тока, в котором постоянный ток преобразуется в частоту импульсов и содержит два транзистора разной проводимости, конденсатор и импульсный трансформатор, которые включены по схеме блокинг-генератора (1j .

° Недостаток датчика состоит в относительной сложности схемы, Кроме того, схема не обеспечивает точности выходного сигнала, т.е. в зависимости от измене ния характеристик использованных транзисторов и конденсатора от образца к образцу или от окружающей температуры мен.тется коэффициент пропорциональности величины входного тока и величины частоты выходного сигнала.

Известен также датчик постоянного тока, в котором постоянный ток преобразуется в ампли уду пилообразного напряжения на выходе датчика и содержит автоге» нератор на двух транзисторах (преобраэо ватель постоянного тока в переменный), тороидальный сердечник, в окне которого проходит силовой провод и выходные обмотки, подключенные к базам коммутирующих транзисторов, и интегратор, состоящий из двух Ц-С интегрирующих цепочек (2) . В известном. датчике постоянного тока вхолной постоянный ток преобразуется в частоту выходногэ напряжения авто» генератора. При помощи К-С-интегратора частота преобразуется в пилообразное нап.ряжение, амплитуда которого изменяется в зависимости от величины входного постоянного тока. По величине этой амплитуды контролируется изменение постоянного входного тока.

Известное устройство содержит сложную многоэлементную схему с двукратным преобразованием зходного сигнала, что оп» ределяет относительно низкую точность датчика.

Цель изобретения - повышение точности и упрощение схемы.

Зто достигается тем, что в транзисторный датчик постсянного тэка, содержащий

555349

ЦХ ххах/ 3 з измерительный трансформатор, первичная обмотка которого включена в цепь измеряемого тоха, транзистор, коллектор которо

ro подключен к одному иэ полюсов источ» яика питания, а эмиттер к началу вторичной обмотки трансформатора, и устройство управления транзистором, введены иэмери тельный резистор и диод, катод которого соединен с началом вторичной обмотки, а анод-со вторым полюсом источника питания, который через резистор связан с на чалом вторичной обмотки измерительного трансформатора.

На фиг. 1 представлена схема датчика постоянного тока, на фиг. 2-осциллограм мы токов и напряжений на элементах схемы.

Схема содержит транзистор 1, нэмери» тельный трансфорл атор 2 с первичной об» моткой 3, включенной в цепь измеряемого тока, и вторичной обмоткой 4, д юд 5, из мерительный резистор 6, задаюынй генератор 7, Обмотку 8 положительной обрат» ной связи, базовый резистор 9, Обмотку

10 и раэвяэываюший диод 11.

Работает схема следуюшнл образом.

В момент измерения входного постоян ного тока Д, протекающего по обмотке

3 измерительного трансформатора 2, от задаюшего генератора (ЗГ) 7 на вход транзистора 1 поступает Отлираюшнй сигнал (рассматривается схема без обмотки 8 и резистора 9). Через транзистор 1, вторичную обмотку 4 измерительного трансформатора 2 н измерительный резистор 6 протекает ток, пропорциональный нэл еряемол у току. гогот ток равен где 3 „ . - ток холоетог хода первичной обмотки 3 измерительного трансформа тора 2; W „W4 " числа витков соответст Ъ венно обмоток 3 и 4.

Так как Д (< 1 то ток Д хх м вх 6 (а, значит, и 0, ) практически строго пропорционален измеряемому току 3 на временном интервале аМ (время денсчвия сигнала ЗГ7), показанному на фиг. 2 ф вторичную обмотку 4, диод 5 и измеритель ный резистор 6.

Точная величина тока равна: („-Э„„ ) w, й6- „, 4

Поскольку, как указывалось,3 Я

xxw щ то ток Э практически строго пропорционален измеряемому току 3 вх на временном интервале б -a. Величина временного интервала 8 -в определяется временем размагничивания сердечника измерительного трансформатора 2.

Для непрерывного измерения входного постоянного тока J можно ко входу их транзистора 1 через базовый резистор

9 подключить обмотку положительной обратной связи 8 измерительного трансфор» матора 2. Зацвюшнй генератор в этом случае не нужен.

Осциллограммы токов н напряжений на элементах схемы показаны на фнг. 2,б (интервал а-б соответствует времени, ког да транзистор 1 открыт От ОбмОтки поло» жнтельной Обратной связи 8; интервал б-в-0 „трансформируется через обмотки 3,4 и протекает через вторичную обмотку 4 г

Э диод,э и измерительный резистор 6.

Выходной сигнал можно сннлыть не только с резистора 6, но и с обмотки 10 через развяэываюшнй диод 11.Схема предлагаемого датчика проше известной схемыодип трен истор вместо четырех, меньше резисторов н совсем нет конденсаторов, меньше диодов. В качестве сердечника измерительного трансформатора можно испольэовать, например, тор беэ каких-либо зазоров, т.е. выполнять измерительный трансформатор в предлагаемой схеме значи тельно проше, чем в известной схеме.

Точность измерения в предлагаемой схеме значительно выше, чем в известной схеме, так как ток и, следовательно, нап45 ряжение на измерительном резисторе 6 однозначно связаны с величиной Q (на вх практике достаточно выполнить измерительный трансформатор 2, у которого 3

xxW на два порядка и более меньше 3

50 вх

Формула изобретения

После того как прекрашается действие сигнала ЗГ 7, транзистор 1 закрывается, а на обмотках 4 и 3 измерительного трансформатора 2 от тока 1 наводится вх напряжение обратной полярности. Гок .„1вх трансформируется От первичной обмотки 3 к вторичной обмотке 4.

Трансформируемый ток протекает через

Транзисторный датчик постоянного тока, 55 содержащий измерительный трансформатор, первичная обмотка которого включена в цепь измеряемого тока, транзистор, коллектор которого подклк1чен к одному нз полюсов источника питания, а эмит@ rep--к началу вторичной обмотки транВыход 2

И сформатора, и устройство управления тран зистором, выполненное, например, в виде последовательного соединения обмотки положительной обратной связи иемерительно

ro трансформатора и базового резистора, о т л и ч а ю ш и и с я . тем, что, с целью повышения точности и упрошения схемы, он снабжен измерительным резистором и диодом, катод которого соединен с началом вторичной обмотки, а анод-со вторым полю- gg

6 сом источника питания, который через ре зистор связан с началом вторичной обмот ки измерительного трансформатора.

Источники информации, принятые во вни мание при экспертизе.

1, Авторское свидетельство СССР

34 425345, М. Кл. Н ОЗ К 13/20, 1971.

2. Авторское свидетелжтво СССР

14390638. М. Кл Н 02 М 3/32, 17 08.71 (прототип).

555349 изб Яб

Фь к z

Составитель П. Лягни

Редактор О. Стенина ".еред А. Демьянова Корректор В. Куприянов

Заказ 453/21 Тираж 1052 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

1 .3035, Москва, Ж35, Раушскан наб., д. 4/5

Фипиап ППП «Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4