RU2035060C1 - Device currents-to-load ratio control - Google Patents

Device currents-to-load ratio control Download PDF

Info

Publication number
RU2035060C1
RU2035060C1 SU5017665A RU2035060C1 RU 2035060 C1 RU2035060 C1 RU 2035060C1 SU 5017665 A SU5017665 A SU 5017665A RU 2035060 C1 RU2035060 C1 RU 2035060C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
currents
loads
current sensors
terminal
amplifier
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Ю.Г. Манаков
Е.А. Махонин
Ю.Б. Толстухин
Original Assignee
Физико-технический институт со специальным конструкторским бюро и опытным производством Уральского отделения РАН
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Физико-технический институт со специальным конструкторским бюро и опытным производством Уральского отделения РАН filed Critical Физико-технический институт со специальным конструкторским бюро и опытным производством Уральского отделения РАН
Priority to SU5017665 priority Critical patent/RU2035060C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2035060C1 publication Critical patent/RU2035060C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: electrical engineering. SUBSTANCE: device for currents-to-load ratio control has regulating element 2, two current pickups 3 and 4, inverting amplifier 5, operational amplifier 6 with controlled gain and differential amplifier 7. Leads of power supply source 1 are connected to loads 8 and 9. Gain factors K1 and K2 of amplifiers 5 and 6 are chosen from condition specified in description of invention. Choice of gain factors K1 and K2 provides for obtainment of specified ratio of currents in loads 8 and 9. Factor K2 can change in agreement with program input from computer. Use of thermally stable current pickups 3 and 4 ensures obtainment of thermally stable ratio of currents in loads 8 and 9. EFFECT: increased accuracy of current control. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к автоматическому регулированию постоянных токов и может быть использовано для регулирования отношения токов в нагрузках. The invention relates to automatic regulation of constant currents and can be used to regulate the ratio of currents in loads.

Известно устройство для регулирования отношения токов в двух нагрузках, представляющих собой обмотки магнитного устройства. Обмотки одним выводом соединены с клеммами источника питания, а другие выводы соединены между собой. Параллельно одной из обмоток установлено переменное активное сопротивление, за счет изменения которого достигается регулирование заданного соотношения токов в нагрузках (обмотках) [1]
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является устройство для регулирования токов в нагрузках, содержащее две катушки, один из выводов которых соединен с соответствующей клеммой источника питания, а другие выводы соединены между собой. Для регулирования отношения токов в катушках параллельно одной из них установлено переменное активное сопротивление [2] Недостатком известных устройств является низкая точность регулирования и поддержания заданного соотношения токов в нагрузках, обусловленная температурной нестабильностью как активного сопротивления нагрузок (обмоток), так и регулирующего сопротивления.A device for regulating the ratio of currents in two loads, representing the windings of a magnetic device. The windings with one terminal are connected to the terminals of the power source, and the other terminals are interconnected. In parallel to one of the windings, a variable active resistance was established, due to the change of which regulation of the given ratio of currents in the loads (windings) is achieved [1]
The closest in technical essence to the proposed device is a device for regulating currents in loads, containing two coils, one of the terminals of which is connected to the corresponding terminal of the power source, and the other conclusions are interconnected. To regulate the ratio of currents in coils in parallel to one of them, a variable active resistance was established [2] A disadvantage of the known devices is the low accuracy of regulation and maintenance of a given ratio of currents in loads, due to temperature instability of both the active resistance of the loads (windings) and the regulatory resistance.

Целью изобретения является повышение точности регулирования отношения токов в нагрузках. The aim of the invention is to improve the accuracy of regulation of the ratio of currents in loads.

Достигается это тем, что в устройство для регулирования отношения токов в нагрузках, содержащее регулирующий элемент, первый вывод которого соединен с первым выводом для подключения первой нагрузки и с первым выводом для подключения источника питания, а второй вывод для подключения источника питания соединен с первым выводом для подключения второй нагрузки, введены инвертирующий усилитель, операционный усилитель с регулируемым коэффициентом усиления, дифференциальный усилитель и два датчика тока, причем первые выводы первого и второго датчиков тока соединены соответственно с вторыми выводами для подключения первой и второй нагрузок, вторые выводы датчиков тока соединены между собой и с вторым выводом регулирующего элемента, выходы первого и второго датчиков тока подключены ко входам соответственно инвертирующего и операционного усилителей, выходы которых соединены с соответствующими входами дифференциального усилителя, выходом подключенного к управляющему входу регулирующего элемента, кроме того, общая точка датчиков тока соединена с общей шиной источников питания всех усилителей, а коэффициенты усиления инвертирующего К1 и операционного К2 усилителей выбраны из условия

Figure 00000002
Figure 00000003
·
Figure 00000004
где I1, I2 токи соответственно в первой и второй нагрузках;
а1, а2 постоянные преобразования тока в напряжение соответственно первого и второго датчиков тока.This is achieved in that in a device for regulating the ratio of currents to loads, containing a regulating element, the first terminal of which is connected to the first terminal for connecting the first load and with the first terminal for connecting the power source, and the second terminal for connecting the power source is connected to the first terminal for connecting the second load, introduced an inverting amplifier, an operational amplifier with adjustable gain, a differential amplifier and two current sensors, the first conclusions of the first and second o current sensors are connected respectively with the second terminals for connecting the first and second loads, the second terminals of the current sensors are connected with each other and with the second terminal of the regulating element, the outputs of the first and second current sensors are connected to the inputs of the inverting and operational amplifiers, respectively, the outputs of which are connected to the corresponding inputs differential amplifier, the output connected to the control input of the regulatory element, in addition, the common point of the current sensors is connected to a common bus of pi sources power of all amplifiers, and the gain of the inverting K 1 and operational K 2 amplifiers are selected from the condition
Figure 00000002
Figure 00000003
·
Figure 00000004
where I 1 , I 2 currents, respectively, in the first and second loads;
a 1 , a 2 constant conversion of current into voltage, respectively, of the first and second current sensors.

Цель достигается также тем, что в устройстве датчики тока выполнены в виде термостабильных резисторов. The goal is also achieved by the fact that in the device current sensors are made in the form of thermostable resistors.

На фиг. 1 показана функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 схема устройства с резисторами в качестве датчиков тока. In FIG. 1 shows a functional diagram of the proposed device; in FIG. 2 diagram of a device with resistors as current sensors.

Устройство для регулирования отношения токов в нагрузках (фиг. 1) содержит выводы для подключения источника 1 питания, регулирующий элемент 2, датчики 3 и 4 тока, инвертирующий усилитель 5, операционный усилитель 6 с регулируемым коэффициентом усиления и дифференциальный усилитель 7. Один из выводов источника питания 1 соединен с первым выводом для подключения первой нагрузки 8 и с первым выводом регулирующего элемента 2, а второй вывод источника соединен с первым выводом для подключения второй нагрузки 9. Первые выводы датчиков тока 3 и 4 соединены соответственно с вторыми выводами для подключения нагрузок 8 и 9, вторые выводы датчиков тока соединены между собой, с общей точкой источников питания всех усилителей и со вторым выводом регулирующего элемента 2. Выходы датчиков 3 и 4 соединены, соответственно, со входами инвертирующего усилителя 5 и операционного усилителя 6, выходы которых соединены с соответствующими входами дифференциального усилителя 7. Выход последнего соединен с управляющим входом регулирующего элемента 2. A device for regulating the ratio of currents in loads (Fig. 1) contains terminals for connecting a power source 1, a regulating element 2, current sensors 3 and 4, an inverting amplifier 5, an operational amplifier 6 with an adjustable gain and a differential amplifier 7. One of the terminals of the source power 1 is connected to the first terminal for connecting the first load 8 and to the first terminal of the regulating element 2, and the second terminal of the source is connected to the first terminal for connecting the second load 9. The first terminals of the current sensors 3 and 4 are connected are connected respectively with the second terminals for connecting loads 8 and 9, the second terminals of the current sensors are interconnected, with a common point of the power sources of all amplifiers and with the second terminal of the regulating element 2. The outputs of the sensors 3 and 4 are connected, respectively, with the inputs of the inverting amplifier 5 and operational amplifier 6, the outputs of which are connected to the corresponding inputs of the differential amplifier 7. The output of the latter is connected to the control input of the regulatory element 2.

Датчики тока могут быть выполнены в виде термостабильных резисторов 3 и 4 (фиг. 2). Current sensors can be made in the form of thermostable resistors 3 and 4 (Fig. 2).

Устройство работает следующим образом. На управляющий вход операционного усилителя (ОУ) 6 подают напряжение (сигнал), задавая коэффициент усиления (К2) ОУ. Ток I2 в нагрузке 9 делится на два тока, один из которых протекает через нагрузку 8 (ток I1), а другой через регулирующий элемент 2 (ток I3): I2=I1+I3. Напряжения на выходе усилителей 5 и 6 равны U1=K1е1 и U2=K2е2, где е1 и е2 сигналы с выходов датчиков тока 3 и 4, прямо пропорциональные токам I1 и I2(e1=а1I1, e2=a2I2), где а1 и а2 постоянные преобразования тока в напряжение соответственно первого 3 и второго 4 датчиков тока, а К1 коэффициент усиления инвертирующего усилителя 5. Ток в регулирующем элементе I3 определяется выражением I3=(U2-U1) K3Kр, где К3 коэффициент усиления дифференциального усилителя 7, а Крэ коэффициент передачи регулирующего элемента 2.The device operates as follows. At the control input of the operational amplifier (OS) 6 serves voltage (signal), setting the gain (K 2 ) of the OS. The current I 2 in load 9 is divided into two currents, one of which flows through load 8 (current I 1 ), and the other through control element 2 (current I 3 ): I 2 = I 1 + I 3 . The voltages at the output of amplifiers 5 and 6 are equal to U 1 = K 1 e 1 and U 2 = K 2 e 2 , where e 1 and e 2 are signals from the outputs of current sensors 3 and 4, which are directly proportional to the currents I 1 and I 2 (e 1 = a 1 I 1 , e 2 = a 2 I 2 ), where a 1 and a 2 are constant conversions of current to voltage, respectively, of the first 3 and second 4 current sensors, and K 1 is the gain of the inverting amplifier 5. Current in the regulating element I 3 is determined by the expression I 3 = (U 2 -U 1 ) K 3 K p where K 3 the gain of the differential amplifier 7, and K re the coefficient of transmission of the regulatory element 2.

Поскольку
I3=I2-I1=K3Kрэ(К2а2I2-K1a1I1), то

Figure 00000005
Figure 00000006

Если К1К3Крэа1>>1 и К2К3Крэа2>>1, что легко выполнимо на практике, то получим
Figure 00000007
Figure 00000008
·
Figure 00000009

Данное условие определяет выбор коэффициентов усиления К1 и К2 для получения заданных соотношений токов I1 и I2 в нагрузках 8 и 9. Изменение коэффициента К2, например, по программе ЭВМ с выдачей цифровых кодов в регистры цифроаналогового преобразователя (ЦАП) с подачей выходного сигнала ЦАП на управляющий вход ОУ6 приводит к изменению отношения токов I1 и I2, протекающих по нагрузкам 8 и 9. Легко получить стабильные по температуре коэффициенты К1 и К2 и, если применить термостабильные датчики тока 3 и 4, то получим термостабильный коэффициент отношения токов в нагрузках.Because the
I 3 = I 2 -I 1 = K 3 K pe (K 2 a 2 I 2 -K 1 a 1 I 1 ), then
Figure 00000005
Figure 00000006

If K 1 K 3 K re a 1 >> 1 and K 2 K 3 K re a 2 >> 1, which is easily feasible in practice, then we obtain
Figure 00000007
Figure 00000008
·
Figure 00000009

This condition determines the choice of gain factors K 1 and K 2 to obtain the given ratios of currents I 1 and I 2 in loads 8 and 9. Change the coefficient K 2 , for example, according to a computer program with the issuance of digital codes in the registers of a digital-to-analog converter (DAC) with the feed the output signal of the DAC to the control input OU6 leads to a change in the ratio of currents I 1 and I 2 flowing through the loads 8 and 9. It is easy to obtain temperature-stable coefficients K 1 and K 2 and, if you use thermostable current sensors 3 and 4, we get thermostable coefficient about carrying currents in the loads.

Если применить в качестве датчиков тока 3 и 4 термостабильные резисторы с сопротивлением R1 и R2 (фиг. 2), что упрощает схему, то уравнения, описывающие работу схемы останутся теми же, что и для схемы фиг. 1 при замене а1 на R2, а2 на R2.If we apply thermostable resistors with resistance R 1 and R 2 as current sensors 3 and 4 (Fig. 2), which simplifies the circuit, then the equations describing the operation of the circuit will remain the same as for the circuit of FIG. 1 when replacing a 1 with R 2 , and 2 with R 2 .

Использование предлагаемого изобретения позволит расширить область применения устройств, в которых за выходной параметр отвечает отношение токов в нагрузках в местах с большим перепадом температур (плохо отапливаемые помещения, цехи, заводы, полевые условия и т.д.). К таким устройствам, например, относятся магнитные энергоанализаторы рентгено- электронных спектрометров, состоящие из двух катушек, а также некоторые электромагнитные системы приборов и устройств для проведения магнитных измерений. The use of the invention will expand the scope of applications of devices in which the output parameter is the ratio of currents to loads in places with a large temperature difference (poorly heated rooms, shops, factories, field conditions, etc.). Such devices, for example, include magnetic energy analyzers of X-ray electron spectrometers, consisting of two coils, as well as some electromagnetic systems of instruments and devices for conducting magnetic measurements.

Claims (2)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ОТНОШЕНИЯ ТОКОВ В НАГРУЗКАХ, содержащее регулирующий элемент, первый вывод которого соединен с первым выходом для подключения первой нагрузки и с первым выводом для подключения источника питания, а второй вывод для подключения источника питания соединен с первым выводом для подключения второй нагрузки, отличающееся тем, что в него введены инвертирующий усилитель, операционный усилитель с регулируемым коэффициентом усиления, дифференциальный усилитель и два датчика тока, причем выводы первого и второго датчиков тока соединены соответственно с вторыми выводами для подключения первой и второй нагрузок, вторые выводы датчиков тока соединены между собой и с вторым выводом регулирующего элемента, выходы первого и второго датчиков тока подключены к входам соответственно инвертирующего и операционного усилителей, выводы которых соединены с соответствующими входами дифференциального усилителя, выходом подключенного к управляющему входу регулирующего элемента, кроме того, общая точка датчиков тока соединена с общей шиной источников питания всех усилителей, а коэффициенты усиления инвертирующего K1 и операционного K2 усилителей выбраны из условия
Figure 00000010

где I1, I2 токи соответственно в первой и второй нагрузках;
a1, a2 постоянные преобразования тока в напряжение соответственно первого и второго датчиков тока.1. DEVICE FOR REGULATING THE RELATIONSHIP OF CURRENTS IN LOADS, containing a regulating element, the first terminal of which is connected to the first output for connecting the first load and with the first terminal for connecting the power source, and the second terminal for connecting the power source is connected to the first terminal for connecting the second load, characterized in that an inverting amplifier, an operational amplifier with an adjustable gain, a differential amplifier and two current sensors are introduced into it, and the conclusions of the first and second d current sensors are connected respectively to the second terminals for connecting the first and second loads, the second terminals of current sensors are connected to each other and to the second terminal of the regulating element, the outputs of the first and second current sensors are connected to the inputs of the inverting and operational amplifiers, respectively, whose terminals are connected to the corresponding inputs of the differential an amplifier connected by an output to a control input of a regulating element; in addition, a common point of current sensors is connected to a common bus of power sources I am of all the amplifiers, and the gain of the inverting K 1 and operational K 2 amplifiers are selected from the condition
Figure 00000010

where I 1 , I 2 currents, respectively, in the first and second loads;
a 1 , a 2 constant conversion of current into voltage, respectively, of the first and second current sensors. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что датчики тока выполнены в виде термостабильных резисторов. 2. The device according to p. 1, characterized in that the current sensors are made in the form of thermostable resistors.
SU5017665 1991-07-01 1991-07-01 Device currents-to-load ratio control RU2035060C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5017665 RU2035060C1 (en) 1991-07-01 1991-07-01 Device currents-to-load ratio control

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5017665 RU2035060C1 (en) 1991-07-01 1991-07-01 Device currents-to-load ratio control

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2035060C1 true RU2035060C1 (en) 1995-05-10

Family

ID=21592120

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU5017665 RU2035060C1 (en) 1991-07-01 1991-07-01 Device currents-to-load ratio control

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2035060C1 (en)

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Захаров В.А. и др. Феррозондовый коэцитиметр с приставным электромагнитом и компенсационной обмоткой, - Дефектоскопия, N 5, 1970, с.88-95. *
2. Трапезников В.А. и др. Отчет по теме "Создание автоматизированного электронного магнитного спектрометра", ВНТИЦентр, инв. N Б430326, 1975, с.8-22. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Tangsrirat et al. Simple current-mode analog multiplier, divider, square-rooter and squarer based on CDTAs
JPH04233308A (en) Circuit for regulating parameter by using bidirectional current structure
RU2035060C1 (en) Device currents-to-load ratio control
US5278518A (en) Amplifying circuit with exponential gain control
CN103683929A (en) Self-adaptive loop compensating method, compensating circuit and switching power supply with compensating circuit
US4368425A (en) System for and method of testing transistors
RU2231797C1 (en) Instrument alternating-to-constant voltage converter
SU1615629A1 (en) Voltage-to-current converter
US4596961A (en) Amplifier for modifying a signal as a function of temperature
SU851377A1 (en) Direct current stabilizer
SU1310788A2 (en) Two-stage d.c.voltage stabilizer
SU754384A1 (en) Controllable current stabilizer
SU1005000A1 (en) Regulated direct current stabilizer
JPS57141727A (en) Multistage output power supply circuit
SU851362A1 (en) Stabilized sinusoidal current source
SU453702A1 (en) SQUARE
JPS5821208B2 (en) linearizer
SU714370A1 (en) Stabilized electric power supply source
RU2024916C1 (en) Direct current stabilizer
SU1697066A1 (en) Controlled current source
RU2028630C1 (en) Resistance-to-voltage changer
SU645093A1 (en) Ac voltage root-mean-square- to-dc voltage converter
SU1539752A1 (en) Variable power stabilizer
RU1820340C (en) Voltage-to-current converter
SU1527693A1 (en) Voltage-to-current converter