Преобразователь параметров транс-форматорных датчиков b период электри-ческих колебаний

 

(61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 1189.79 (21) 2818039/18-21 с присоединением заявки Rо— (23) Приоритет

Опубликовано 150681. Бюллетень М 22

Дата опубликования описания 1506,81 (53)М. Кл.

G 01 R 27/02

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открыти и (533 ÏÆ 621. З17. ЗЗ (088. 8) (72) Авторы изобретения

Ф

B.À;ÀëåêñååH, A.È.ÌàðòÿøèH и В.И.Чернецон

Пензенский политехнический институт (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПАРАМЕТРОВ ТРАНСФОРМАТОРНЫХ

ДАТЧИКОВ В ПЕРИОД ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ

Изобретение относится к измерительнойй технике и может быть использовано для измерения параметрон трансформаторных и индуктивных датчиков н процессе их изготовления и эксплуат ации.

Известен преобразователь взаимной индуктинности в период следования импульсов, содержащий преобразователь о напряжения в пилообразный ток, выход которого соединен через первичную обмотку трансформаторного датчика и опорный элемент к земпяной шине, а вторичная обмотка подключена ко входу блока сравнения и к общим нынодам первичной обмотки и опорного элемента, выход блока сравнения подключен к входу преобразователя напряжения в пилообразный ток (1) °

Недостатком этого устройства являются ограниченные функциональные воэможности, заключающиеся н невозможности измерения индуктивности и активного сопротивления первичной и вторичной обмоток трансформаторного датчика °

Наиболее близ ким техническим решением к изобретению является преобраз онат ел ь параметров R, Ь, С-цепей в период электрических колебаний, ЗО содержащий последовательно соединенные сумматор, блок сравнения, интегратор, нуль-орган (усилитель-ограничитель) и усилитель постоянного тока, н а входе и н отрицательную обратную сняз ь которого включены соответстнен— но опорный элемент и исследуемая цепь, вторые входы усилителя постоянного тока и нуль-оргача подключены к коргусу, второй вход сумматора соедин ен с выходом интегратора, второй вход блока сравн ени я соединен через делитель напряжения со своим выходом (2) .

Недостатком данного преобраэовател я янл яются ограни ченные фун кцион ал ьные воэможности, заключающиеся в невозможности преобразования параметрон трансформаторов и трансформаторных датчиков н период генерируемых колебаний.

Цель изобретения — расширение функциональных воэможностей преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь параметров трансформаторных датчиков в период электрических колебаний, содержащий последовательно соединенные сумматор, блок сравнения, интегратор и нуль-орган, второй вход которого соединен с

838610 корпусом, введены последовательно соединенные преобразователь напряже-, ния в пилообразный ток, дифференциатор и переключат ель, при чем выход нуль-органа соединен со входом преобразователя напряжения в пилообразный ток, выход которого также подключен к первой входной клемме преобразова— теля для подключения трансформаторного датчика и к второму входу переключателя, третий вход которого соединен со второй входной клеммой преобразователя, а выход — с первым входом сумматора, второй вход которого соединен с выходом блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом интегратора, третья входная 15 клемма преобразователя соединена с корпусом, На фиг. 1 приведена функциональная схема преобразователя; на фиг.2 временные диаграммы, поясняющие его работу .

Преобразователь содержит последо— ват ельно соединен ные сумматор (С ) 1, блок 2 сравнения (БСР), интегратор (ИНТ) 3, нуль-орган (НО) 4, греобразователь 5 напряжения в пилообраз— ный ток (ПНПТ), дифференциатор (ДИФ) б и переключатель (П) 7, выход которого соединен с первым входом сумматора 1, второй вход которого саеди- 3(3 нен с выходом блока 2 сравнения, второй вход которого соединен с вы— ходом интегратора 3, три входные клеммы 8 — 10 преобразователя для подключения трансформаторного датчика 11, 35 первичная обмотка которого падклю— чена к клеммам 8 и 10, вторичная об— мотка — к клеммам 9 и 10, второй вход переключателя 7 соединен с клеммой

8 и с выходом преобразователя 5 напряжения в пилообразный ток, третий вход переключателя 7 соединен с клеммой 9, клемма 10 соединена с корпусом.

Преобразователь работает следую— щим образом.

4(В установившемся режиме работы на выходе BCP 2 действует напряжение прямоу гол ьной формы ампли тудой Ч,, поступающее на вход C 1 и на вход

ИНТ 3, напряжение которого записывается в виде

U = 2VZ . ()

2 ГЛ где Л вЂ” постоянная интегрирования

ИНТЗ.

Фа выходе НО 4 действует напряжение прямоугольной формы амплитудой

Ч4 . В момент t перехода выходного напряжения U3 через нулевой уровень вЫходное н апр яжение НО 4 с качкообр аэ— но меняет знак на противоположный. 60

Это напряжение подается на вход

ПНПТ 5, на выходе которого пилообразный ток определяется выражением

1

Ч, 65 где К вЂ” коэффициент преобразования напряжения в ток ПНПТ 5.

При этом с первичной обмотки трансформаторного датчика 11 снимается напряжение, определяющееся следующим образом:

V — — + V

Ьх Вх (3)

4- К 4- К где К вЂ” коэффициен: преобразования

ПНПТ 5 .

На выходе ДИФ 6 действует напряжение (}6, пропорциональное R>, являющееся результатом дифференцирования напряжения U „и равное ((1 кх- у

4 (4) где -à — постоянная дифференцирования ДИФ б.

При протекании тока J по первич— ной обмотке во вторичной обмотке трансформаторного датчика наводится

ЭДС взаимной индукции прямоугольной формы, пропорциональная М и производной от тока J т.е. !

Ч

Мх (5)

С выхода П 7 напряжение поступает на вход С 1. В момент равенства напряжений на входах БСР " его выходное напряжение скачкообразно меняет знак на противоположный. Напряжение U меняет направление изменения и в момент перехода 2 через нулевой уровень напряжение П4 на выходе НО 4 скачком ме— няет знак на противоположный. Далее весь процесс повторяется аналогично рассмотренному.

Если П 7 находится в положении l, на входы С 1 поступают напряжения Пь с выхода ДИФ б и П с выхода БСР 2.

2.

Выходное напр яжени е сумматора 1 в этом случае равно где и и п — коэффициенты передачи

Л 2

С 1 по первому и второму входам соответствен— нс.

Период генерируемых колебаний в этом случае находится из равенства уравнений (1) и (6) .

Т =2<. n - (1+ — — — — — ) и2. Чф Нх (7)

1 17 или

Тр„— — 4сиЛ (1 + m -2- ), г

RX

„,V МЛ

К где m и!Vg

Если П 7 находится в положении l l „то на входы С 1 поступают напряжения с входа первичной обмотки трансформаторного датчика 11 и с выхода БСР 2 . (2ПЛЛ +и/и2) Ч2 д 74 >(t }+

+., Ь, Rx

2,4 к + 12Ч, . К вЂ” (! т — л ) . (8)

Периоды времени

1 = 1 — 1

Т о . Е

838610

Следовательно, для моментов равенства напряжений на входах БСР 2 (т,е.

Т для — )

2 (13) 25 (14) и Ч + Ч . (9)

Соответственно период генерируемых 5 колебаний, с учетом того, что к моменту равенства напряжений на входах

БСР 2 пилообразная составляющая от действия RX компенсируется;

Т = 2 (1 + m — (). (10)

Ь 10

ЬХ4 К

B положении П 7 на выходе С 1 напряжение определяется так:

V„(nw U2+n gU44 ) VX + V4 (11)

2 Я(д а период генерируемых колебаний 15

Т = 2г„ (1 + m †„ ). (12)

МХ

Если к выходу ПНПТ 5 подключить вместо первичной обмотки вторичную, то можно преобразовать индуктивность 20 и активное сопротивление вторичной обмотки аналогично рассмотренному.

При этом преобразовании в период колебаний имеем

TR = 2 W (1 + m — — )

R xyW (1х К

Т = 2 Г,((1 + m — ) ьхд К

Данный преобразователь вполне пригоден и для преобразонания н период электрических колебаний параметров 30 индуктивных датчиков с последонательной схемой замещения LX, В . При этом если П 7 находится в положении 1

t то Т определяется выражением (7), а еслй П 7 в положении 11, то

Т,„ находится из (10).

Формула и з обретени я

Преобразователь параметров трансформаторных датчиков в период электрических колебаний, содержащий последовательно соединенные сумматор, блок сравнения, интегратор и нульорган, второй вход которого соединен с корпусом, о тли ч ающи и с я тем, что, с целью расширения функцион альных воз можно ст ей преобр аз онат ел я, введены последовательно соединенные преобразователь напряжения в пилообразный ток, дифференциатор и переключатель, причем выход нуль-органа соединен со входом преобразователя напряжения в пилообразный ток, выход которого также подключен к первой входной клемме преобразователя для подключения трансформаторного датчи ка и к второму входу .переключателя, третий вход которого соединен со второй входной клеммой преобразователя, а выход — с перным входом сумматора, второй вход которого соединен с выходом блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом интегратора, третья входная клемма преобразователя соединен с корпусом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 614397, кл. G 01 R 27/26, 1976 .

2. Авторское свидетельство С СР по заявке Р 2496712/18-21, кл, G 01 R 27/00, 1977 (прототип) . а .Н6 р3

1ли

СоставиTåëь Л.Фомина

Редактор М.Петрова Техред A. Ан

Корректор Г,Назарова

Филиал ППП Патент, г, Уж -орсд, ул. Проектн 9, Заказ 4421/69 Тираж 732 Подпи сное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений И открытий

1)3035, Москва, Ж-35, Pаушская -".àá., д. 4/5