Устройство для измерения тока

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<н949526

Э (61) Дополнительное к авт. свид-ву В 822055 (22) Заявлено 080880 (21) 2972546/18-21 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 070882. Бюллетень ¹ 29

Дата опубликования описания 070882 (51) М. Кл.з

С 01 R 19/20

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

153) УДК 621. З17, .7 (088 ° 8) (72) Авторы изобретения

A.Ë. Мигунов, В.Д. Привалов и Г.A. Кел

Куйбышевский политехнический институт им. В.В. Куйбышева (71) Заявитель (5 4 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТОКА .

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к измерению тока в широкой полосе частот.По основному авт. св. 9 822055 известно устройство для измерения тока, содержащее индуктивный датчик тока, к которому подключен интегратор, ферромагнитный тороидальный сердечник, reнератор импульсов тока, шунт в цепи последовательно соединенных генератора импульсов тока, компенсационной обмотки, индикатор перемагиичивания, включающий выходную обмотку, к которой подключен формирователь импульсов, суммирующее устройство, ключ в цепи обратной связи интегратора, причем выход суммирующего устройства через ключ соединен с входом усилителя, а один из входов суммирующего устройства подключен к выходу интегратора, другой соединен с выходом шунта, выход индикатора перемагничивания подключен к управляющему входу ключа (1).

Недостатком известного устройства является ограниченный частотный диапазон работы в области верхних частот, определяемый быстродействием работы схемы установки начальных условий интегратора, включающей суммирующее устройство, ключ, усилитель и емкость интегратора, не превышающим нескольких десятков килогерц.

Дискретность установки начальных условий интегратора обуславливает также неустойчивую работу устройства, значительную погрешность при изменении, например, импульсных сиг10 налов .

Целью изобретения является расширение частотного диапазона работы устройства.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено элементом запоминания, входным резистором и буферным усилителем, причем выход элемента запоминания подключен через входной резистор к прямому входу интегратора, а его вход через ключ подключен к выходу буферного усилителя, вход которого подключен к выходу суммирующего устройства.

На чертеже показана принципиальная схема устройства.

25 Схема содержит индуктивный датчик

1 тока (пояс Роговского), интегратор

2, включающий усилитель 3 с конденсатором 4 в цепи обратной связи уси,лителя и резистор 5, подключенный

30 на входе усилителя, ферромагнитный

949526

Формула изобретения

55 тороидальный сердечник 6 с компенсационной 7 и выходной 8 обмотками, генератор 9 импульсов тока, шунт 10, формирователь 11 импульсов, ключ 12, суммирующее устройство 13, включающее два последовательно соединенных ре- 5 зистора, проводник 14 с током, элемент 15 запоминания, буферный усилитель 16, входной резистор 17. Выходная обмотка 8, намотанная на сердечник 6, и блок 11 формирования им- 10 пульсов образуют индикатор 18 перемагничивания. Выход суммирующего устройства 13 подключен к входу буфер-. ного усилителя, служащего согласующим устройством. Выход буферного усили- 15 теля через ключ 12 соединен с входом схемы запоминания (схемой фиксации нулевого порядка), выход которой подключен к дополнительному входу интегратора. 20

Устройство работает следующим образом.

Замкнутый ферромагнитный сердечник

6, имеющий компенсационную обмотку 7, охватывает IlpoBojlHHK с измеояемым током. Генератор 9 импульсов тока питает компенсационную обмотку 7 и вырабатывает импульсы тока, соз— давая магнитодвижущую силу (МДС) в сердечнике, направленную встречно .по отношению к МДС, создаваемой измеряемым током. В результате воздействия суммарной МДС сердечник выходит из насыщения лишь в моменты компенсации МДС, создаваемых генератором импульсов тока и измеряемым током, т.е. когда

3<. w „— 2„3 = Н = 0 (1) где — ток в компенсационной обV мотке;.

ык — число витков компенсационной40 обмотки; измеряемый ток;

Н вЂ” напряженность магнитного поля в сердечнике;

0 — средняя длина сердечника 45 по периметру.

Напряжение, снимаемое с шунта 10 (Уш), пропорционально току компенсационной обмотки 7

1)ш = Нш к

50 где Rù — сопротивление шунта.

В моменты компенсации, т.е. в моменты равенства суммарной МДС, напряжение, снимаемое с шунта с учетом соотношения (1), пропорционально измеряемому току

Вщ

ИЪм. к

В моменты компенсации на выходной обмотке 8 индикатора размагничивания возникает импульс напряжения, который60 поступает на формирователь 11 импульсов, который при этом вырабатывает короткий стробимпульс, поступающий на управляющий вход ключа 12 открывая его. При этом на вход эле- 65 мента 15 запоминания с выхода сумматора 13 через буферный усилитель поступает напряжение, равное

Up Пш Use>x и где U — напряжение на шунте в момент компенсации; напряжение на выходе интегратора в момент компенсации.

Разностное напряжение Up соот.— ветствующее в моменты компенсации ошибке работы интегратора с обратным знаком, запоминается элементом 15 запоминания. Это напряжение поступает на прямой вход интегратора и интегрируется, уменьшая тем самым ошибку на выходе интегратора, т.е. осуществляется непрерывная коррекция интегратора..Напряжение на выходе интегратора пропорционально измеряемому току в широкой полосе частот.

B области низких частот за счет неидеальности операции интегрирования, а также за счет температурного дрейфа усилителя 3, сигнал на его выходе непропорционален измеряемому току. Введение описанной непрерывной коррекции интегратора позволяет также, как и в случае импульсной коррекции в известном устройстве снизить погрешность и осуществить измерение в области низких частот.

В области высоких частот операция интегрирования, выполняемая по основному входу интегратора, осуществляется точно, сигнал непрерывной коррекции не влияет на измерение в отличие от известного устройства, где последовательное введение сигнала коррекции ограничивает верхний частотный диапазон измерения.

Применение предлагаемого устройства позволяет значительно расширить частотный диапазон измерения в области высоких частот до 30 мГц, осуществить измерение импульсных токов в широком диапазоне длительностей — от единиц микросекунд до нескольких сот секунд и более.

Устройство для измерения тока по авт. св. 9 822055, о т л и ч а ющ е е с я „ тем, что, с целью расширения частотного диапазона, оно снабжено элементом запоминания, входным резистором и буферным усилителем, причем выход элемента запоминания подключен через входной резистор к прямому входу интегратора, а его вход через ключ подключен к выходу буферного усилителя, вход которого подключен к выходу суммирующего устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 822055, кл. G 01 R 19/20, 1979.

949526 т7

Составитель Ф. Цареградский

Корректор Н. Король

Редактор P. Цицика Техред Л. Пекарь

7 Подписное

Закаэ 5740/33 Тираж 71 а СССР

ВНИИПИ Государственного комитета ССС п о делам иэобретений и открытий

4 5

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. /

Филиал ППП Патент, r. ужгород, ул. Пр

П оектная, 4