SU1056068A1 - Устройство дл измерени посто нного тока (варианты) - Google Patents

Abstract

1. Устройство дл  измерени  по- . сто нного тока, содержащее магнитный преобразователь на двух тороидалыаах сердечниках, имеющих входные обмотки , соединенные с входными выводами устройства, обмотки возбуждени , сое«диненные с выходом генератора затухающих колебаний, и выходные обмотки, соединенные с интегратором, от л ичающеес  тем, что, с делью повышени  точности и стабильности, в него введены ключ, запомингиощий элемент, элемент обратной св зи, компенсадионЕще обмотки и с кнхронизатор , при этом ключ и элй&Ъ91 втт Л элемент соединены последовательно и включены между выходом интегратора и выходными выводами устройства, выход aanoMHHaioiitero элемента через элемент обратной св зи соединен с кокптенсационныкш обмотками, которые (Л включены встречно по отношении к |Вход1шм обмоткам, а синхронизатор соединен с управл кхцими входами клю- ; (ча и генератора затухающих ко- . лебаний.

Description

ел

Ф о

О5 00

2. Устройство дл  измерени  посто-  нного тока, содержащее магнитный преобразователь на двух тороидальных сердечниках, имеющих входные обмотки соединенные с входными выводами устройства , обмотки возбуждени , соединенные с выходом генератора затухающих колебаний, и выходные обмотки, соединенные с интегратором, о- т л и ч ающее с  тем, что, с целью повышени  точности и стабильности, в него введены ключ, запоминающий элемент, элемент обратной св зи, компенсационные обмотки и синхронизатор, при этом выходные обмотки через ключ соединены с интегратором, который через запоминающий элемент подключен к выходным выводам устройства и одновременно к входу элемента обратной св зи, элемент обратной св зи соедин: нен с кoмпeнcaциoннfcI ш обмотками, которые включены встречно по отношению к входным обмоткам, а синхронизатор соединен с упраьл юа ими входами хлю-; ча и генератора затухаю11р1х ко- лебаний.

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике и может быть использовано в качестве высокочувствительного измерител  -посто нного то ка с гальванической разв зкой между цепью измер емого тока и входом устройства . Известен бесконтактный измерительный преобразователь посто нного тока, содержащий четногармонический магнитомодул ционный датчик, имеющий входную и компенсирующие обмотки Ц.-Недостатками этого устройства  в л ютс  малай стабильность, обусловленна  гистерезисным уходом нул , присущим магнитомодул ционйым датчикам с выходом на четной га1рмонике,и. невысока  точность, обусловленна  низкой чувствительностью датчика. Известно также устройство дл  измерени  посто нного тока, содержащее магнитный преобразователь на двух тороидальных сердечниках, имеющих входные обмотки, соединенные с входными выводами преобразовател / обмотки возбуждени , соединенные с выходом генератора затухающих колебаний , и выходные обмотки, соединенные через интегратор с выходны1чи выводами.Г2. Недостатками известного устррйств  вл ютс  низка  точность и стабильность измерени . Цель изобретени  - повышение точности и стабильности. Поставленна  цель достигаетс  тем что в устройство дл  измерени  посто  нного тока, содержащее магнитный преобразователь на двух тороидальных сердечниках, имеющих входные обмотки соединенные с входными выводами уст ройства, обмотки возбуждени , соединенные с выходом генератора затухающих колебаний, и выходные обмотки, соединенные с интегратором введены ключ, запоминающий элемент, элемент обратной св зи, компенсационные обмотки и синхронизатор, при этом ключ и запоминающий элемент соединены по--, следовательно и включены между выходом интегратора и выходными выводами устройства, выход запоминакмего элемента через элемент обратной св зи соединен с компенсационными обмоткама которые включены встречно по отноше нию к входным обмоткам, а синхронизатор соединен с управл ющими входами ключа и генератора затухающих колебаний. Кроме того, согласно второму вари анту, в устройство дл  измерени  посто нного тока, содержащее магнитный преобразователь на двух тороидальных сердечниках, имеющих входные обмотки соединенные с входными выводами устройства , обмотки возбуждени , соединенные с выходом генератора затухающих колебаний, выходтле обмотки соединенные с интегратором. Кроме того, в устройство Введены ключ, запоминающий элемент, элемент обратной св зи, компенсационные обмотки и синхронизатор, при этом выход ые обмотки через ключ соединены с интегратором, который через запоминающий элемент подключен к выходным выводам устройства и одновременно к входу элемента обратной св зи, элемент обратной св зи соединен с ком пенсационными обмотками, которые включены встречно по отношению к входным обмоткам, а синхронизатор соединен с управл ющими входами ключа и генератора затухающих колебани  На фиг. 1 представлена структурми на  электрическа - схема предлагаемого устройства (по первому варианту ) на фиг. 2 - то же по второму варианту на фиг. 3 - временные диаграммы дл  устройства по первому варианту; на фиг. 4 - то же, дл  ycTiройства по второму варианту. Устройство содержит магнитный преобразователь на тороидальных магнитных сердечниках 1 и 2 с обмот ками 3 и 4 возбуждени , входными обмотками 5 и б, выходными обмотка,ми 7 и 8; компенсационными обмотками 9 и 10, интегратор 11, ключ 12, запоминакпаий элемент 13, элемент 14 обратной св зи, Нходиые выводы 15, выходные выводы 16, генератор 17 затухающих колебаний и синхронизатор 18. При этом согласно первому варианту входные обмотки 5 и б соединёны с входными выводами 15, обмотки 3 и 4 возбуждени  соединены с генератором 17, выходные выводы 7 и 8 через последовательно соединенные интегратор 11, ключ 12 и эле мент 13 соединены с выходными выводами 16 и входом элемента 14, соединенного с компенсационными обмотками 9 и 10, а синхронизатор 18 сое динен с управл ющими входами ключа 12 и генератора 17. Согласно второму варианту входные обмотки 5 и б соединены с входными выводами 15, обмотки 3 и 4 соединены с генератор 17, обмотки 7 и 8 через последовательно соединенные ,ключ 12, интегра тор 11 и элемент 13 соединены с выходннии выводами 16 и входом элемен та 14, соединенного с обмотками 9 и 10, а синхронизатор 18 соединен с управл ющими входами ключа 12 и генератора 17. Устройство по первому варианту работает следукицим образом. Синхронизатор 18 периодически (фиг. 25) запускает генератор 17 затухающих колебаний, вырабатывающий пакеты затухающих колебаний ток ( фиг. 2 г) , протекающего по обмоткам 3 и 4 возбуждени , и необходимого дл  ocsщecтвлeни  безгистерезисного намагничивани  сердечников 1 и 2. Сигналы с генератора 17 и измер емы ток (фиг. 2а) осуществл ют безгистерезисное намагничивание сердечник в которых устанавливаетс  значение магнитной индукции, соответствук цеё входному току. При воздействии следующего пакет затухающих колебаний тока первый им пульс этого пакета переводит оба се дечника в режим насыщени , т.е. осу ществл ет считывание ранее записанн информации и на выходных обмотках 7 и 8 индуцируетс  импульс напр жени  площадь которого пропорциональна входному току. Последующие импульсы пакета затухающих колебаний тока снова осуществл ют безгистерезисное намагничивание сердечников 1 и 2. Интегратор 11 интегрирует напр жение , индуцируемое в обмотках 7 и 8 . 2 Э) и, так как площадь первого HMnyTibca напр жени  на выходных обмотках пропорциональна входному току, максимальное напр жение на вы ходе интегратора также пропорционально входному току. Ключ 12, управл емый синхронизатором 1В, открываетс  и максимальное напр жение интегратора запоминаетб  элементом 13, что ведет к по влению напр жени  на его выходе (фиг. 2ж). В течение времени, когда ключ 12 закрыт (не проводит), элемент 13 сохран ет неизменным запомненное напр жение . По вление напр жени  на входе устройства ведет к тому, что по компенсационным обмоткам 9 и 10 начинает п|: отекать компенсирующий ток (фиг. 2е), величина которого определ етс  параметрами элемента 14 обратной св зи и пропорциональна выходному напр жению. В св зи с тем, что магнитодвижуща  сила, создаваема  компенсиоующим током, направлена встречно магнитодвижущей силе, создаваемой входным током, происходит уменьшение магнитодвижущей силы, действующей в сердечниках. При осуществлении безгистерезисного намагничивани  сердечники переход т в состо ние, соответствующее разности между входным и компенсирующим токами. Поэтому при считывании первым импульсом очередного пакета затухающих колебаний тока площадь первого импульса напр жени  на выходных обмотках, соотвествующа  разности между входным и компенсирующим токами, меньше, что ведет к уменьшению амплитуды напр жени  на выходе интегратора (фиг. 2d). При отпирании ключа 12 этр напр жение воздействует на элемент 13,, что вызывает приращение напр жени  на выходе элемента 13 (фиг. 2), т.е. напр жение на выходе устройства возрастает. Это ведет к увеличению компенсирующего тока (фиг. 2е). а следовательно, - к уменьшению резуль тирующего намагничивающего тока, воздействующего на сердечники 1 и 2. Поэтому при воздействии очередного пакета затухающих колебаний тока площадь первого импульса напр жени , индуктируемого.в выходных рбмотках уменьшаетс , что в свою очередь ведет к уменьшению приращени  напр жени  на выходе устройства (фиг. 2ж), и следовательно, к уменьшению приращени  компенсируницего тока. Динамическое равновесие устанавливаетс  при равенстве компенсирующего и измер емого токов. Причем если компенсирующий ток становитс  больше измер емого, например при уменьшении измер емого,, на выходных обмотках индуктируетс  импульс напр жени  противоположной, чем ранее пол рности, площадь которого пропорциональна разности между компенсирующим и измер е.чим токами, это ведет к понижению напр жени  на выходе устройства и, следовательно, к уменьшению компенсирующего тока. Напр жение на выходе устройства уста навливаетс  пропорциональным входному измер емому току. Устройство по второму варианту ра ботает следующим образом. Синхронизатор 18 периодически (фиг, 45) запускает генератор 17 затухающих колебаний тока, вырабатывающий пакеты затухающих колебаний тока (фиг, 42), протёкак цего по обмоткам 3 и 4 возбуждени  и необходимого дл  осуществлени  безгистерезисного намагничивани  сердечников, Сигналы с генератора 17 и измер е мый ток i р. (фиг. 4 о) осуществл ют безгистерезисное намагничивание сердечников 1 и 2 и в них устанавливаетс  значение магнитной индукции, соответствующее входному току. При воздействии следующего пакета затухающих колебаний тока первый импульс этого пакета переводит оба сердечника S режим насыщени , т.е. осушесвл ет считывание ранее записанной информации и на выходных обмотказ{ 7 и 8 индуктируетс  импульс напр жени , площадь которого пропорциональн входному току. Последующие имйульсы пакета затухающих колебаний тока осуществл ют безгистерезисное вамаг ничивание сердечников 1 и 2, Ключ 1 управл емый синхронизатором 18 (фиР. 4в), открываетс  на врем  дей стви  в выходных обмотках 7 и 8 и пульса Напр жени , площадь которого пропорциональна igj. Этот импульс напр жени  поступает на интегратор и с выхода интегратора 11 напр жение амплитуда кбТорого пропорциональна ig , поступает на элемент 13, что ведет к по влению напр жени  на его выходе (фиг. 4). В течение времени когда ключ 12 закрыт (не проводит), элемент 13 сохран ет неизменным за помненное напр жение. По вление напр жени  на выходе устройства веде к тому, что по компенсационным обМоткам 9 и 10 начинает протекать ком пенсирующий Ток (фиг. 4е), величина которого определ етс  параметрами элемента 14 обратной св зи и пропорциональна выходному напр жению. В св зи с тем, что магнитодвижуща  сила, создаваема  компенсирующим током, направлена встречно магнитодвижущей силе, создаваемой входным ГОКОМ, происходит уменьшение магнитодвижущей силы, действующей в сердечниках. При осуществлении безгитерезисного намагничивани  в сердечниках устанавливаетс  состо ние, со.ответствуйлцее разности мезаду вхо .дным и компенсйрук цим токами.- Поэтоr-iy при считывании первым импульсом очередного пакета колебаний тока площадь первого импульса напр жени  на выходных обмотках, соответствующа  разности между входным и компенсирующим токами будет меньше. При. отпирании ключа импульс поступает на интегратор и затем на элемент 13, что вызывает приращени  напр жени  на выходе устройства. Это ведет к увеличению компенсирукнцего гока (фиг. 4е) а следовательно, - к уменьшению результирующего намагничивакйцего тока, воздействующего на сердечники , поэтому при воздействии очередного пакета затуханвдих колебаний тока площадь импульса напр жени , индуцируема  в выходных обмотках 7 и 8 уменьшаетс , что, в свою очередь ведет к уменьшению приращени  напр жени  на выходе устройства и, следовательно , к уменьшению компенсируйщего тока. Динамическое равновесие устанавливаетс  при равенстве ком пенсирующего и измер емого токов. Напр жение на выходе устройства при этом устанавливаетс  пропорциональным входному измер емому току. Предлагаемое устройство благодар  расширенному диапазону обеспечивает большую точность измерени , чем известное . Кроме того, устройство име- ет аналоговый выход, а не импульсный. Теоретические исследовани  показывают , что система устойчива и переходной процесс в ней апериодический. Таким образом, введение в устройство ключа, запоминающего элемента , элемента обратной св зи, компенсационных обмоток и синхронизатора позвол ет повысить точность и стабильность устройства.

Claims (2)

1. Устройство для измерения постоянного тока, содержащее магнитный преобразователь на двух тороидальных сердечниках, имеющих входные обмотки, соединенные с входными выводами устройства, обмотки возбуждения, сое·диненные с выходом генератора затухающих колебаний, и выходные обмотки, соединенные с интегратором, от л ичающееся тем, что, с целью повышения точности и стабильности, , в него введены ключ, запоминающий элемент, элемент обратной связи, компенсационные обмотки и синхронизатор, при этом ключ и эаЙёминающий элемент соединены последовательно и включены между выходом интегратора и выходными выводами устройства, выход запоминающего элемента через элемент обратной связи соединен с компенсационными обмотками, которые включены встречно по отношению к входным обмоткам, а синхронизатор .соединён с управляющими входами клю|ча и генератора затухающих колебаний .

Ф*п.1

2. Устройство для измерения постоянного тока, содержащее магнитный преобразователь на двух тороидальных сердечниках, имеющих входные обмотку соединенные с входными выводами устройства, обмотки возбуждения, соеди ненные с выходом генератора затухающих колебаний, и выходные обмотки, соединенные с интегратором, о· т л и чающееся тем, что, с целью повышения точности и стабильности, в него введены ключ, запоминающий элемент, элемент обратной связи, ком? пенсационные обмотки и синхронизатору при этом выходные обмотки через ключ соединены с интегратором, который через запоминающий элемент подключен к выходным выводам устройства и одновременно к входу элемента обратной связи, элемент обратной связи соедиеэ нен с компенсационными обмотками, которые включены встречно по отношению к входным обмоткам, а синхронизатор соединен с управляющими входами клю-? ча и генератора затухающих колебаний.