Преобразователь тока в напряжение
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТ©ЗЕМСКОМУ Св ТВЛЬС337
Свеев Советских
Социалистических
Республик
G 01 R 19/00
Гесударстаенный комитет
CCCI по делам нзобретениЯ к аткрмтнЯ
Ойубликоваио 15.09.81. бюллетень é9 34
Дата опубликования описания 150981 (53) УДК 621. 317. 3 (088.8) С.К.Барткявичюс, П.П.Пукис, Л.Ю.Пятрушкявичюс и A.C.Ñàâèëåíèñ (Щ Авторы изобретения
Каунасский политехнический институ!
Снеч са (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ТОКА В НАПРЯЖЕНИЕ
Изобретение относится к измеритель ной технике и может быть использовано в устройствах автоматики для преобразования переменного тока в переменное напряжение.
Известен преобразователь тока в напряжение, содержащий усилитель и трансформатор с двумя вторичными обмотками, одна иэ которых подключена ко входу усилителя, а вторая вторичная обмотка трансформатора подключена к выходу усилителя параллельно (1g .
Недостаток данного преобразователя — гальваническая связь выхода с источником питания усилителя, что снижает точность преобразования за счет наличия в выходном сигнале флюктуаций напряжения источника пи-. тания.
Известен преобразователь тока в напряжение, содержащий первый трансформатор, первичная обмотка которого соединена с входными шинами, первый усилитель, один вход которого соединен с другим входом и с общей шиной через первую вторичную обмотку первого трансформатора, а выход соединен с общей шиной через последова4 тельно соединенные резистор н вторую: вторичную обмотку первого трансформатора и через первую первичную обмотку второго трансформатора с первым входом второго усилителя, второй вход которого соединен с общей шиной, а выход соединен с общей шиной через вторую первичную обмотку второго трансформатора, первый вывод вторичной обмотки которого соединен с первой выходной шиной (2) .
Недостатком этого преобразователя является невысокая точность преобразования иэ-за уменьшения выходного напряжения при увеличении тока на-!
5 грузки.
Цель изобретения — повышейие точности преобразователя тока в напряжение.
Поставленная цель достигается
20 тем, что в преобразовател тока в напряжение, содержащем первый трансформатор, первичная обмотка которого соединена с входными шинами, первый усилитель, один вход которого соединен с другим входом и общей шиной через первую вторичную обмотку первого трансформатора, а выход со-, единен с общей шиной через последовательно соединенные резистор и вто30 рую вторичную обмотку первого транс864149 форматора и через первую первичную обмотку. второго трансформатора с первым входом второго усилителя, второй вход которого соединен с общей шиной, а выход соединен с общей шиной через вторую первичную обмотку второго трансформатора, Первый вывод вторичной обмотки которого .соединен с первой выходной шиной, вторая выходная шина соединена со вторым выводом вторичной обмотки второго трансформатора через дополни.тельно введенную в первый трансформатор третью вторичную обмотку.
На чертеже представлена схема преобразователя тока в напряжение. Преобразователь тока в напряжение содержит трансформатор 1, со вторичными обмотками 2-4 и первичной обмоткой 5, соединенной с входными шинами, усилитель б, один вход которого соединен с другим входом и общей шиной через вторичную обмотку 2, усилитель 7, трансформатор 8, с первичными обмотками 9 и 10 и вторичной обмоткой 11, один вывод которой соединен с первой выходной шиной, а второй вывод — со второй выходной шиной через вторичную обмотку 4, выход усилителя 7 соединен с общей шиной через первичную обмотку 9, один вход — c общей шиной, а другой вход — с выходом усилителя 6 через первичную обмотку 10, выход усилителя б соединен с общей шиной через последовательно включенные резистор
12 н вторичную обмотку 3.
Преобразователь тока в напряжение работает следующим образом.
Преобразуемый ток I поступает на первичную обмотку 5, трансформатора
1. Иагнитодвижущая сигнал (ИДС) создается током в сердечнике трансформатора 1, Разность (ИДС)в сердечнике трансформатора 1 создает магнитный поток рассогласования. Этот магнитный поток наводит ЭДС в обмотке 2 трансформатора 1, которая включена на входе усилителя б. Напряжение между зажимами обмотки 2, усиленное усилителем б, создает ток в цепи, состоящей иэ последовательно соединенных обмоток 3 и резистора 12.
При большом коэффициенте усиления усилителя б, ИДС соэданые токами в обмотках 2 и 3 практически равны.
А ток B компенсационной обмотке 3 в установившемся режиме следует закону изменения тока, Выходное напряжение усилителя б равно сумме падений напряжения на сопротивлении обмотки 3 и на сопротивлении резистора 12. При большом коэффициенте усиления усилителя б в установившемся режиме магнитный поток в сердечнике трансформатора 1 пренебжрежно мал. Если пренебречь этим магнитным потоком и параэитными параметрами обмотки 3, выходное напряжение уснлителя б равно сумме падений напряже.ния на активном сопротивлении обмотки 3 н на сопротивлении резистора
12. Следовательно, напряжение U„ ñëåдует закону изменения тока I. Таким образом, каскад, собранный на трансформаторе 1 и усилителе б, работает как преобразователь тока I в напряжение 0 -. Разность напряжения U н ЭДС, наведенной в обмотке 10 транс- форматора 8, поступает на вход уси10 лнтеля 7, на выходе которого включена обмотка 9. Ток в этой обмотке и создает магнитный поток в сердечнике трансформатора 8, который наводит
ЭДС в обмотке 10. При достаточно
15 большом коэффициенте усиления усилителя 7 ЭДС, наведенная в обмотке 10 практически уравновешивает напряжение U н напряжение рассогласования, поступающее на вход усилителя 7 бу;щ дет незначительным. В таком случае
ЭДС в обмотке 10 н тем самым и в обмотке 11 следует закону изменения напряжения. А ЭДС в обмотке 11 образует выходной сигнал преобразователя.
Следовательно, каскад, состоящий иэ усилителя 7 и трансформатора 8, преобразует напряжение U„ s ЭДС, наводимую в обмотке 11. С целью компенсации зависимости выходного напряжения от тока нагрузки последовательно с обмоткой 11 трансформатора 8 включена обмотка 4 трансформатора 1.
Эта обмотка образует положительную обратную связь по току: ИДС созданные токами в обмотках 5 и 4 имеют
M одинаковое направление. В результате этого увеличение тока нагрузки приводит к увеличению тока в компенсационной обмотке 3, и тем самым и к увеличению напряжения U . A это
gg вызывает увеличение ЭДС в обмотке
11. Следовательно, при наличии обмотки 4, s зависимости от величины тока нагрузки, меняется коэффициент передачи ток — ЭДС обмотки 11. При подборе числа витков обмотки 4 можно полностью компенсировать влияние величины сопротивления нагрузки на выходное напряжение преобразователя U
Использование преобразователя в устройствах автоматики и измерительной техники позволяет повысить точность преобразования при изменении в широких пределах тока нагрузки.
Формула изобретен| я
Преобразователь тока в напряжение, содержащий первый трансформатор, первичная обмотка которого соединена с входными шинами, первый усилитель, один вход которого соединен с другим входом н общей шиной через первую вторичную обмотку первого трансформатора, а выход соеди864149
Составитель Е.Борзов
Техред М. Голинка, Корректор:Г. Решетник
Редактор Т.Парфенова
Заказ 7775/65 Тирам 735 Подцисное
BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 нен с обшей шиной через последовательно соединенные резистор и вторую вторичную обмотку первого трансформатора и через первую первичную обмотку второго трансформатора с первым входом второго усилителя, второй вход которого соединен с общей шиной, а выход соединен с общей шиной через вторую первичную обмотку второго трансформатора, первый вывод вторичной обмотки которого соединен с первой выходной шиной, о т л и ч а ю,шийся тем, что, с целью повьааения точности преобразования, вторая выходная шина соединена со вторым выводом вторичной обмотки второго трансформатора через дополнительно введенную в первый трансформатор третью вторичную обмотку.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
9721755, кл. 6 01 R 19/10, 1977.
2. "Измерительная техника", 1975, 9 1, с. 73 {прототип).
