SU1150566A1

SU1150566A1 - Dc transducer

Info

Publication number: SU1150566A1
Application number: SU823526601A
Authority: SU
Inventors: Валентин Васильевич Калиниченко
Original assignee: Объединенный Институт Ядерных Исследований
Priority date: 1982-12-17
Filing date: 1982-12-17
Publication date: 1985-04-15

Abstract

ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА, содержащий магнитный компаратор с магнитным экраном , двум магнитопроводами, двум последовательно включенными обмотками возбуждени , измерительной обмоткой , подключенной к входным клеммам преобразовател , и компенсационной обмоткой, генератор возбуждени с выходами основной и удвоенной частот, первый датчик насыщени магнитопроводов , фазовый детектор, управл ющий вход которого соединен с выходом удвоенной частоты генератора возбуждени , усилитель посто нного тока, к выходу которого последовательно подключены компенсационна обмотка магнитного компаратора и эталонный резистор , соединенный вьтодами с выходными клеммами преобразовател , о тлнчающийс тем, что, с целью Повьтени надежности, в него введены коммутатор с восьмью ключа ми , блок управлени , источник питани посто нного тока, импульсный генератор , формирователь импульсов, второй датчик насвдени магнитопроводов, два выпр мител , два фильтра и два сумматора аналоговых сигналов, причем первый и второй выходные выводы основной частоты генератора возбуждени соединены с необъединенными выводами обмоток возбуждени магнитного компаратора соответственно через последовательно включенные первый датчик насыщени магнитопровдцов, первый ключ коммутатора и через второй ключ коммутатора, первый и второй полюса источника питани посто нного тока соответственно через последовательно включенные формирователь импуль (Л сов, второй датчик насыщени магнитопроводов , третий ключ коммутатора и через четвертый ключ коммутатора, а входные потенциальные выводы первого и второго вьшр мителей - соответственно через п тый и через шестой ключи коммутатора, выходные, потенциальные выводы выпр мителей подел ключены к входным потенциальным выо сд водам соответствующих фильтров, общий вывод обмоток возбуждени магОд нитного компаратора через седьмой О) ключ коммутатора соединен с шиной нулевого потенциала выпр мителей и фильтров, а через восьмой ключ коммутатора - с соответствующим выводом сигнального входа фазового детектора, выход импульсного генератора подключен к управл ющему входу формировател импульсов, входы блока управлени соединены с выходами датчиков насьлцени магнитопроводов , а выход - с управл ющим входом коммутатора, входы первого сумA DC MEASURING CONVERTER containing a magnetic comparator with a magnetic screen, two magnetic cores, two excitation windings in series, a measuring winding connected to the input terminals of the converter, and a compensation winding, an excitation generator with main and double frequency outputs, the first magnetic saturation sensor, a phase detector , the control input of which is connected to the output of the doubled frequency of the excitation generator, DC amplifier, to the output the compensation coil of the magnetic comparator and the reference resistor connected in series with the output terminals of the converter, which, in order to maintain reliability, include an eight-key switch, a control unit, a DC power supply, a pulse generator, are connected in series, pulse generator, the second sensor of the magnetic circuit, two rectifiers, two filters and two analog signal adders, the first and second outputs of the main frequency the exciter is connected to the uncoupled terminals of the excitation windings of the magnetic comparator, respectively, through a series-connected first saturation sensor of magnet conductors, a first switch key and through a second switch key, the first and second poles of a DC power source, respectively, through a series-connected pulse shaper (L sov, second saturation sensor magnetic conductors, the third switch key and through the fourth switch key, and the potential input pins of the first and second outputrs - respectively through the fifth and sixth switch keys, output, potential rectifier leads are divided to the input potential outputs of the respective filters, the common output of the magnetic comparator field windings through the seventh O) switch key is connected to the busbar of the zero rectifier filters and, via the eighth switch key, with the corresponding output of the signal input of the phase detector, the output of the pulse generator is connected to the control input of the driver pulse, the control unit inputs are connected to outputs of sensors nasltseni cores, while the output - to the control input of the switch inputs of the first sum

Description

матора аналоговых сигналов подключены к выходам филйТров, входы второго сумматора аналоговых сигналов соединены с выходами первого сумматора аналоговых ,сигналов и фазового детектора,the matrix of analog signals is connected to the outputs of the filters; the inputs of the second analog signal adder are connected to the outputs of the first analog adder, signals and the phase detector,

i выход - с i exit - with

входом усилител посто нного тока .DC amplifier input.

Изобретение относитс к электроизмерительной технике и предназначено дл использовани при измерени х посто нных токов большой величины.The invention relates to electrical measuring equipment and is intended for use in measuring direct currents of large magnitude.

Известен измерительньй преобразовтель посто нного тока, содержащий магнитный компаратор с магнитным экраном, двум основными магнитопроводами , двум последовательно включенными обмотками возбз ждени , измерительной обмоткой, подключенной к входным клеммам устройства, компенсационной обмоткой, дополнительным магнитопроводом и короткозамкнутой обмоткой, охватывающей дополнительный магнитопровод и магнитопроводы с обмотками возбуадени , генератор возбуждени , демодул тор, усилитель посто нного тока, инверсный вход которого через демодул тор и обмотки возбуждени соединен с выходами генератора возбуждени , выход через компенсационную обмотку и эталонный резистор, соединенный выводами с выходными клеммами устройства, а также через два последовательно включенных ЕС-звена подключен к шине нулевого потенциала устройства, а пр мой вход включен между упом нутыми ЕС-звень ми 1 .A DC measuring transducer is known, comprising a magnetic comparator with a magnetic screen, two main magnetic conductors, two excitation windings in series, a measuring winding connected to the input terminals of the device, a compensation winding, an additional magnetic conductor, and a short-circuited winding covering the additional magnetic conductor and magnetic conductors with windings excitation, excitation generator, demodulator, direct current amplifier, the inverse input of which is The demodulator and excitation windings are connected to the outputs of the excitation generator, the output through the compensation winding and the reference resistor connected to the output terminals of the device, and also connected via two consecutive EC-junctions to the zero potential bus of the device, and the direct input is connected between EU links 1.

Недостаток известного устройства св зан с низкой надежностью работы в автоматическом режиме, обусловленной наличием ложных нулей на статической характеристике компаратора Рабоча точка контура отрицательной обратной св зи (включающего элемент с подобной статической характеристикой ) практически равноверо тно может находитьс в окрестност х истинного нул и ложных НУлей.A disadvantage of the known device is associated with low reliability in the automatic mode, due to the presence of false zeros on the static characteristic of the comparator. The operating point of the negative feedback loop (including an element with a similar static characteristic) can be almost equally close to the true zero and false Zero.

Наиболее близким техническим решнием к изобретению вл етс измерительньй преобразователь посто нного тока,содержащий магнитный компара т с магнитным экраном, двум магнитопроводами , двум последовательно включенными обмотками возбуждени , измерительной обмоткой, подключенной к входным клеммам устройства, и компенсационной обмоткой, генератор возбуждени с выходом основной частоты, включенным в контур св зи с обмотками возбуждени магнитного компаратора , и выходом удвоенной частоты, подключенным к компенсационной обмотке через фазовый детектор, усилитель посто нного тока и эталонный резистор выводы которого соединены с выходными клеммами устройства, датчик насьш1ени магнитопроводов, выход которого подключен к входу блока сигнализачг ции 2.The closest technical solution to the invention is a measuring converter of direct current, containing a magnetic compass with a magnetic screen, two magnetic conductors, two series-connected excitation windings, a measuring winding connected to the input terminals of the device, and a compensation winding, excitation generator with a fundamental frequency output connected to the circuit with the excitation windings of the magnetic comparator and the double frequency output connected to the compensation winding A phase detector, a DC amplifier, and a reference resistor, the terminals of which are connected to the output terminals of the device, the sensor for clamping the magnetic conductors, the output of which is connected to the input of the alarm unit 2.

Недостаток указанного устройства заключаетс в низкой надежности работы в автоматическом режиме. При быстром изменении измер емого тока и значительном возрастании величины динамического рассогласовани в контуре обратной св зи возможен оп ть же переход рабочей точки контура отрицательной обратной св зи из рабочей зоны в зоны ложных нулей. В этом случае срабатывает блок сигнализации насыщени магнитопроводов, информирующ1- й оператора о нарушении нормального режима работы устройства. Средств дл автоматического ввода магнитного компаратора в рабочую зону известное устройство не содержит , эту задачу выполн ет оператор.The disadvantage of this device lies in the low reliability of operation in automatic mode. With a rapid change in the measured current and a significant increase in the magnitude of the dynamic mismatch in the feedback loop, the working point of the negative feedback loop can again be switched from the working zone to the zone of false zeroes. In this case, the signal unit of the saturation of the magnetic cores is activated, informing the operator about the disturbance of the normal operation of the device. The known device does not contain means for automatically introducing the magnetic comparator into the work area, this task is performed by the operator.

Цель изобретени - повьш1ение надежности работы в автоматическом режиме.The purpose of the invention is to increase the reliability of work in automatic mode.

Поставленна цель достигаетс тем, что в измерительный преобразователь посто нного тока, содержащий магнитный компаратор с магнитным экраном , двум магнитопроводами, двум последовательно включенными обмотками возбуждени , измерительной обмоткой , подключенной к входным клеммам преобразовател , и компенсационнойThe goal is achieved by the fact that a direct current measuring transducer containing a magnetic comparator with a magnetic screen, two magnetic conductors, two series-connected excitation windings, a measuring winding connected to the input terminals of the converter, and

обмоткой, генератор возбуждени с выходами основной и удвоенной частот первый датчик насьщени магнитопроводов , фазовый детектор, управл ющий вход которого соединен с выходом удвоенной частоты генератора возбуждени , усилитель посто нного тока, к выходу которого последовательно подключены компенсационна обмотка магнитного компаратора и эталонный резистор , соединенный выводами с выходными клеммами преобразовател , введе (иы коммутатор с восьмью ключами, бло упрайлени , источник питани посто нного тока, имнульсньй генератор, формирователь импульсов, второй датчик насьщени магнйтопроводов, два выпр мител , два филвтра и два сумматора аналоговых сигналов, причем первый и второй выходные выводы основной частоты генератора возбуждени соединены с необъединенньми выводами обмоток возбуждени магнитного компаратора соответственно через последовательно включенные первый датчик насьщени магнитопроводов, перв.ый ключ коммутатора и через второй ключ коммутатора, первый и второй полюса источника питани посто нного тока - соответственно через последовательно включенные формирователь импульсов, второй датчик насьщени магнитопроводов, третий ключ коммутатора и чезрез четвертьш ключ коммутатора, а входные потенциальные вьшоды первого и второго выпр мителей - соответственно через п тьй и через шестой ключи коммутатора, выходные потенциальные выводы вьтр мителей подключены к входным потенциальным выводам соответствующих фильтров , общий вывод обмоток возбуждени магнитного компаратора через седьмой ключ коммутатора соединен с шиной нулевого потенциала выпр Мигелей и фильтров, а через восьмой ключ коммутатора - с соответствующим выводом сигнального входа фазового детектора, выход импульсного генератора подключен к управл ющему входу формировател импульсов, входы блока управлени соединены с выходами датчиков насьш1ени магнито-проводов , а выход - с управл ющим входом коммутатора, входы первого сумматора аналоговых сигналов подключены к выходам фильтров, входы второго сумматора аналоговых сигналовwinding, excitation generator with main and doubled frequency outputs, first sensor of magnetic circuit conduction, phase detector, control input of which is connected to double frequency output of excitation generator, direct current amplifier, to the output of which compensation magnetic winding of the magnetic comparator is connected and a reference resistor connected by terminals with output terminals of the converter, input (eight switch with eight switches, control unit, direct current power supply, pulse generator, pulse generator, second magnet conductor sensor, two rectifiers, two filter and two analog signal adders, the first and second output terminals of the main excitation generator frequency being connected to the non-connected terminals of the magnetic comparator excitation windings, respectively, through the successively connected first magnetic sensor, first switch key and through the second switch key, the first and second poles of the DC power source - respectively via a serial but the included pulse shaper, the second sensor of magnetic core conductor, the third switch key and the quarter switch key, and the input potential outputs of the first and second rectifiers, respectively, through the fifth and sixth switch keys, the output potential outputs of the outputs are connected to the input potential outputs of the corresponding filters, the common output of the magnetic comparator field windings through the seventh switch key is connected to the zero potential bus of the Migel cable and filters, and The eighth switch key is with the corresponding output of the signal input of the phase detector, the output of the pulse generator is connected to the control input of the pulse former, the inputs of the control unit are connected to the outputs of the magnetic sensors, and the output is connected to the control input of the switch, the inputs of the first adder of analog signals connected to the outputs of the filters, the inputs of the second adder analog signals

соединены с выходами первого сумматора аналоговых сигналов и фазового детектора, а выход - с входом усилител посто нного тока, connected to the outputs of the first analog signal adder and phase detector, and the output to the input of a DC amplifier,

На фиг. 1 представлена функциональна схема измерительного преобразовател посто нного тока; на фиг. 2 - статические характеристики магнитного компаратора.FIG. 1 shows a functional diagram of a measuring converter of direct current; in fig. 2 - static characteristics of a magnetic comparator.

Предложенный преобразователь характеризуетс гибкой структурой, котора измен етс в зависимости от режима его работы. В рабочем режиме измерительный преобразователь имеет структуру I, а в режиме ввода структуру II, причем указанные структуры существенно отличаютс одна от другой.The proposed converter is characterized by a flexible structure, which varies depending on its mode of operation. In the operating mode, the measuring transducer has structure I, and in input mode, structure II, and these structures differ significantly from one another.

Структура I обеспечивает детектирование разбаланса компарируемых токов с помощью магнитного модул тора, действующего по принципу удвоени частоты. Магнитный компаратор с таким детектором разбаланса обладает самыми высокими метрологическими характеристиками , что вл етс определ ющим дл рабочего режима. Статическа характеристика компаратора в структуре I имеет ложные нули (крива М, фиг, 2), этот недостаток дл предложенного устройства не имеет существенного значени .Structure I provides detection of the unbalance of the currents being compared using a magnetic modulator acting on the principle of frequency doubling. A magnetic comparator with such an imbalance detector has the highest metrological characteristics, which is decisive for the operating mode. The static characteristic of the comparator in the structure I has false zeros (curve M, fig. 2), this drawback is not significant for the proposed device.

Структура II обеспечивает детектирование разбаланса компарируемых токов при котором статическа характеристика компаратора не имеет ложных нулей (крива N, фиг. 2), это свойство вл етс определ ющим дл режима ввода. Невысокие метрологические характеристики компаратора в структуре II не имеют в данном случае существенного значени .Structure II provides detection of the imbalance of the currents being compared, at which the static characteristic of the comparator does not have false zeroes (curve N, Fig. 2), this property is decisive for the input mode. The low metrological characteristics of the comparator in structure II are not significant in this case.

Переход от одной структуры устройства к другой осуществл етс с помощью коммутатора, который по командам блока управлени включает в действие присущую данной структуре совокупность элементов и св зей. Блок управлени вырабатывает команды в соответствии с информацией, поступающей в него от датчиков насьщени магнитопроводов.The transition from one structure of the device to another is accomplished with the help of a switch, which, according to the commands of the control unit, activates the set of elements and connections inherent in this structure. The control unit generates commands in accordance with the information supplied to it from the sensors of the magnetic cores.

Таким образом, структура I обладает высокими метрологическими характеристиками , а дл структуры II свойственна абсолютна надежностьв смысле ввода в свою рабочую зону . Основу магнитного компаратора 1 (фиг. 1) составл ют магнитопроводы 2 и 3, последовательно включенные обмотки 4 и 5 возбуждени , магнитный экран 6, компенсационна 7 и измерительна 8 обмотки, Магнитопроводы 2 и 3 с обмотками А и 5 возбуждени помещены в магнитный акран 6, поверх которого размещены компенсационна 7 и измерительна 8 обмотки Выводы последней подключены к входным клеммам 9 и 10 устройства. Генератор 11 возбуждени имеет выход основной частоты (выходные выводы 12 и 13) и выход удвоенной частоты. Генератор 11, датчик 14 насыщени магнитопроводов и фазовый детектор- 15 используютс только в структуре I, Управл ющий вход фазового детектора 15 соединен с выходом удвоенной частоты генератора t1 Усилитель 16 посто нного тока (УПТ) рассчитан на полный ток компен сации, к его выходу подключены после довательно компенсационна 7 и эталонный резистор 17, выводы кото рого соединены с выходными клеммами 18 и 19 устройства. Элементы 16 и 1 вл ютс общими дл обеих структур измерительного преобразовател . Оперативное изменение структуры преобразовател осуществл етс с помощыо коммутатора 20. В его состав вход т ключи 21 - 28. Управл ющий вход коммутатора 20 подключен к выходу блока 29 управлени , В структуре II на обмотки 4 и 5 возбуждени необходимо подавать однопол рные импульсы тока. Формирование этих импульсов осуществл етс с помощью формировател 30 импульсов , управл ющий вход которого соеД1гаен с .выходом импульсного генера тора it, К выходу источника 32 пита ни посто нного тока последовательн подключены форьшрователъ 30 импульсов , датчик 33 насыщени .магнитопро водов, ключ 22, обмотки 3 и 4 возбу дени и KJno4 24, К выходу генератора 11 возбуждеки последовательно подключены датч 14 насыщени магнитопроводов, ключ 2 обмотки 4 и 5 возбуждени и ключ 26 Кроме того, необъединенные выводы обмоток 4 и 5 возбуждени чррез клю чи 23 и 25 соединены с входными потенциальными выводами вьтр мителей 34 и 35, Выходы последних через фильтры 36 и 37 св зан с входами сумматора 38 аналоговых сигналов. Упом нутые элементы 30-38 вход т в структуру II. Общий вывод обмоток 4 и 5 возбуждени через ключ 27 соединен с шиной нулевого потенциала вьтр мителей 34 и 35 и Фильтров 36 и 37, а через ключ 28 - с соответствующим выводом сигнального входа фазового детектора 15, Выход сумматора 38 аналоговых сигналов- подключен к одному из входов сумматора 39 аналоговых сигналов , с другим его входом соединен выход фанзового детектора 15, Выход сумматора 39 аналоговых сигналов соединен с входом УПТ 16. Сумматор 39 аналоговых сигналор вл етс общим элементом структур I и II. Выходы датчиков 14 и 33 насыщени магнитопроводов соединены с входами блока 29 управлени . На фиг, 2 показаны статические характеристики магнитного компаратора 1 в рабочем режиме (крива М), т.е. в режиме, который обеспечиваеТс структурой I, и в режиме ввода (крива N), т,е, в режиме, который обеспечиваетс структурой II, Под статической .характеристикой компаратора понимаетс зависимость напр жени Ugy на выходе узла детектировани , разбаланса ампер-витков компенсационной 7 и измерительной 8 обмоток от величины этого разбаланса , Таким образом, дл рабочего режима Uj, - напр жение на выходе фазового детектора 15 (крива М), в режиме ввода Ug, - напр жение на выходе сумматора 38 аналоговых сигналов (крива N), Уcтt)oйcтвo работает следзгкицим образом . Как уже отмечалос|, в рабочем режиме измерительный преобразователь имеет структуру I. В структуре I на обмотки 4 и 5 через замкнутые ключи 21 и 26 поступает напр жение возбуждени с выхода генератора 11; В рабочем режиме намагничива1оща сила действующа на магиитопроводы 2 и 3, уравновешиваетс намагничивак цей . силой , где посто нна составл юща измер емого тока; 1ь посто нный так компенсации на выходе УПТ 16; Wj, - количество витков измерительной обмотки 8; V - кгшичестВо витков компенсационной обмотки 7, Режим равновеси магнитного компаратора t поддерживаетс .с помощью контура отрицательной обратной св зи При нарушении равновеси в соответствии со статической характеристикой компаратора (крива М, фиг. 2) на выходе фазового детектора 15 по вл етс управл ющее напр жение, которое поступает на один из входов сумматора 39. На другой вход сумматора 39 сигнал в это врем не подаетс , так как в структуре 3 ключи 22-25 и 27 разомкнуты и вьтр мители 34 и 35 полностью обесточены. Поэтому на выходе су даатора 39 воспроизводитс выходное напр жение фазового детектора 15, которое и поступает на вход УПТ 16, Под действием этого напр жеНИН ток 1ко в обмотке 7 измен етс и если / .и JW/ /41«W/,.режим равновеси восстанавливаетс (здесь AlVI разбаланс ампер-витков обмоток 7 и 8 значение указано на фиг. 2)-. IAKKM образом, благодар указанно му действию контура отрицательной об ратной св зи, ток ((д строго следит за измер емым током 1ид и вл етс его мерой. Св зь между этими токами описываетс соотношением Как ухе о-течалось выше, 1, и 3,посто нные или медленно мен ющиес величины, жестка св зь между которы tm обеспечиваетс действием контура отрицательной обратной св зи. Что же касаетс переменной составл ющей измер емого тока, то она из измерител1 ной обмотки 8 трансформируетс В крмпеисационную обмотку 7, так как благодар наличию массивного магнитного экрана 6 между обмотками 7 и 8 существует пр ма магнитна св зь и при малом суммарном сопротивлении R в цепи обмотки 7 элементы 6, 7 и 8,работают как трансформатор переменного тока (здесь Ry Нэт+ R, где х, где RjT - сопротивление эталонного резистора 17; выходное сопротивление УПТ 16; активное сопротивление обмотки 7). В соответствии с изложенным л/й и -wK К где i/v« мгновенные значени переменной составл ю1 66 щей измер емого компенсирующего .соответственно, учетом соотношени (1). а с Зк„- Ои + i.H)WH/4 или 1 1 W /W к и и к 1 + i Зы + i. - и Ид Соотношение (3) показывает, что мгновенное значение тока в цепи обмотки 7 вл етс мерой мгновенного значени измер емого тОка в обмотке 8 с точностью до погрешностей след щего контура отрицательной обратной св зи и трансформатора, переменного тока, С помощью эталонного резистора 17 ток i преобразуетс в напр жение, которое и поступает.;на выходные клеммы 18 и 19 устройства. Благодар использованию в структуре I в качестве детектора разбаланса компарируе емых ампер-витков магнитного модул тора с удвоением частоты достигаетс высока точность преобразовани 3ц S JfcoРассмотрим , каким образом в процессе работы преобразовател обеспечиваетс реализаци структуры I. Выходной сигнал датчика насьш;ени магнитопроводов имеет низкий уровень, если значение тока в измерительной цепи датчика ниже определенного порогового значени , в противном случае выходной сигнал датчика имеет высокий уровень. Оба датчика 34- и 33 устройства отвечают этим услови м, В рабочем режиме магнитопроводы 2 и 3 полностью размагничены, индуктивность обмоток 4 и 5 велика, и ток в измерительной цепи датчика t4 мал. Ток в измерительной цепи дат-i чика 33 в рабочем режиме равен нулю (ключи 22 и 24 разомкнуты). Поэтому в рабочем режиме на оба входа блока « 29 управлени поступают сигналы низкого уровн . При этом в блоке 29 управлени вырабатываютс команды, обеспечивающие замкнутое состо ние ключей 21, 26 и 28,и разомкнутое состо ние остальных ключей коммутатора 20, Нарушение рабочего режима привоит к насыщению магнитопроводов 2 и 3, ток в цепи обмоток 4 и 5 (и сотответственно в измерительной цепи атчика 14) резко увеличиваетс и 1 на выходе датчика 14 по вл етс сигнал высокого зфовн . При подаче на один из входов блока 29 управлени сигн.ала высокого уровн в последнем вырабатьшаютс команды, обеспечивающие замкнутое состо ние ключей 22-2 и 27 и разомкнутое состо ние ключей 21, 26 и 28. Такое состо ние ключей коммутатора 20 соответствует режиму автоматического ввода компаратора 1 в рабочую зону, Измерительньй Преобразователь в этом режиме имеет структуру II. После перехода устройства в режим ввода,ток в измерительной цепи датчика 1А становитс равным нулю, чему соответствует низкий уровень сигнала на его выходе и на соответствзпощем входе блока 29 управлени , на другом входе блока 29 в тот же момедт по вл етс сигнал высокого уровн -, так как в измерительной цепи датчика 33 протекает относительно большой ток обмото 4 и 5 (больше порогового значени ), обусловленный насыщением магнитопроводов 2 и 3 вследствие большого разбаланса ампер-витков обмоток 7 и 8. Так как на одном из входов блока 29 управлени есть сигнал высокого. уровн , указанный блок продолжает вырабатывать команды, обеспечивающие сохранение структуры II« В режиме ввода к обмоткам 4 и 5 возбуждени подвод тс однопо-п рные импульсы тока. Указанные импульсы создаютс формирователем 30 импульса из посто нного напр жени , подаваемо го от источника 32 питани посто нного тока. Формирователь 30 импульсов управл етс импульсным генератором 31. Детектирование разбаланса ампервитков обмоток 7 и 8 осуществл етс в структуре II путем выпр млени напр жени ,, образующегос на обмотках 4 и 5 при возбуждении их однопол рными импульсами.-.Указанное выпр мление осуществл етс с помощью выпр ми телей 34 и 35..,- Фильтраци выпр мленных напр жений производитс фильтрами 36 и 37i Полученные на выходах фильтров 36 и 37. посто нные напр жени поступают на входы сумматора 38 выходное напр жение которого вл ет с .их разностью. При таком детектирован1-ш разбаланса статическа ка рактеристика не нмеет ложных нулей (крива Ы, фин. 2),. 6 10 В момент перехода измерительного преобразовател в режим ввода разбаланса ампер-витков обмоток 7 и 8 велик. В соответствии со статической характеристикой компаратора (крива N, фиг. 2) на выходе сумматора 38- по вл етс напр жение которое поступает на один из входов сумматора 39. На другой вход сумматора 39 сигнал не поступает, так как в структуре II ключи 21, 26 и 28 разомкнуты и к управл ющему входу фазового детектора 15 напр жение удвоенной , частоты не подводитс . Поэтому на выходе сумматора 39 воспроизводитс выходное напр жение сумматора 38, которое и поступает на вход УПТ 16, Под действием зтого напр жени ток 1 в обмотке 7 измен етс до тех пор, пока разбаланс ампер-витков обмоток 7 и 8 не згменьшитс до малого значени (до величины действующего рассогласовани контура отридательной обратной св зи). В установившемс режиме св зь между компарируемыми токами описываетс соотношением (1), Таким образом, услови дл перехода от режима ввода в рабочий режим подготовлены: разбаланс ампер-витков обмоток 7 и 8 мал, соблюдаютс с запасом услови ввода в рабочую зону хсомпаратора 1, имеющего статическую характеристику с ложными нул ми (крива М, фиг, 2), Как только структура II приходит в равновесное состо ние, ток в измерительной цепи датчика 33 уменьшаетс ниже порогового значени . Происходит изменение сигнала на выходе датчика 33: высокий уровень смен етс низким. Теперь на входы блока 29 управлени поступают сигналы низкого уровн . В блоке 29 вырабатьшаютс команды, обеспечивающие переход ключей 21, 26 и 28 в замкнутое состо ние, а остальных ключей коммутатора 20 - в разомкнутое. Структура II смен етс структурой I, устройство включаетс в рабочий режим. Таким образом, в предложенном устройстве с высокой точностью и надежностью осуществл етс ввод компаратора в рабочую зону, а также гарантируетс надежна работа измерительного преобразовател в автоматическом режиме.Thus, structure I has high metrological characteristics, and for structure II, absolute reliability is characteristic in terms of input into its work area. The basis of the magnetic comparator 1 (Fig. 1) is made up of the magnetic cores 2 and 3, the series windings 4 and 5 of the excitation, the magnetic screen 6, the compensation 7 and the measuring 8 windings, the magnetic conductors 2 and 3 with the windings A and 5 of the excitation are placed in the magnetic acran 6 The compensation winding 7 and measuring winding 8 are placed on top. The terminals of the latter are connected to the input terminals 9 and 10 of the device. The excitation generator 11 has a main frequency output (output terminals 12 and 13) and a double frequency output. The generator 11, the sensor 14 of the saturation of the magnetic cores and the phase detector 15 are used only in structure I, the control input of the phase detector 15 is connected to the output of the doubled frequency of the generator t1. The DC amplifier 16 is designed for the full compensation current, its output is connected successively compensatory 7 and a reference resistor 17, the outputs of which are connected to the output terminals 18 and 19 of the device. Elements 16 and 1 are common to both structures of the transmitter. Operational change of the converter structure is carried out with the help of switch 20. It consists of keys 21 - 28. The control input of switch 20 is connected to the output of control unit 29. In structure II, unipolar current pulses must be sent to excitation windings 4 and 5. The formation of these pulses is carried out using a pulse generator 30, the control input of which is connected to the output of a pulse generator, the forcing device 30 is connected to the output of the direct current source 32, the key 33 of the magnetic conductor, key 22, windings 3 and 4 of the excitation and KJno4 24, To the output of the generator 11, exciters are connected in series by sensors 14 to saturate the magnetic cores, the key 2 of the windings 4 and 5 of the excitation and the key 26 In addition, the non-interconnected leads of the windings 4 and 5 of the exciter 23 and 25 are connected to the potential input terminals of the drivers 34 and 35. The outputs of the latter are connected via filters 36 and 37 to the inputs of the adder 38 of the analog signals. These elements 30-38 are included in structure II. The common output of the windings 4 and 5 of the excitation through the switch 27 is connected to the zero potential bus of the drivers 34 and 35 and Filters 36 and 37, and through the switch 28 to the corresponding output of the signal input of the phase detector 15, the output of the analog signal 38 is connected to one of The inputs of the adder 39 are analog signals, the output of the PAN detector 15 is connected to its other input. The output of the adder 39 of analog signals is connected to the input of the FPT 16. The adder 39 of the analog signal is a common element of structures I and II. The outputs of the sensors 14 and 33 of the saturation of the magnetic cores are connected to the inputs of the control unit 29. Fig. 2 shows the static characteristics of the magnetic comparator 1 in the operating mode (curve M), i.e. in the mode that is provided by structure I, and in the input mode (curve N), t, e, in the mode that is provided by structure II. The static characteristic of the comparator is understood as the dependence of the voltage Ugy at the output of the detection unit, the unbalance of the ampere-turns of the compensation 7 and measuring 8 windings from the magnitude of this imbalance. Thus, for the operating mode Uj, is the voltage at the output of the phase detector 15 (curve M), in the input mode Ug, is the voltage at the output of the adder 38 of analog signals (curve N), Ostt ) ooh sledgkitsim about brazom As already noted |, in the operating mode, the measuring transducer has the structure I. In structure I, windings 4 and 5 through the closed switches 21 and 26 receive the excitation voltage from the output of the generator 11; In the operating mode, the magnetizing force acting on the magnetowires 2 and 3 is balanced by the magnetizing force. force, where the constant component of the measured current; 1 constant so compensation at the output of the UFT 16; Wj, is the number of turns of the measuring winding 8; V - kg wrench Coils of the compensation winding 7, The equilibrium mode of the magnetic comparator t is maintained. With a negative feedback loop. When there is an imbalance in accordance with the static characteristic of the comparator (curve M, fig. 2), a control voltage appears at the output of the phase detector 15. The signal that goes to one of the inputs of the adder 39. The signal at the other input of the adder 39 is not supplied at this time, since in the structure 3 the keys 22-25 and 27 are open and the drivers 34 and 35 are completely de-energized. Therefore, the output voltage of the phase detector 15 is reproduced at the output of the sensor 39, and this is fed to the input of the DCF 16. Under the influence of this voltage, the current 1 in the winding 7 changes and if /. And JW / /41W the equilibrium restored (here AlVI unbalance of the ampere turns of the windings 7 and 8 is indicated in Fig. 2) -. IAKKM, thanks to the indicated action of the negative feedback circuit, the current ((the g strictly monitors the measured current 1 and is its measure. The link between these currents is described by the ratio As the ear ran above, 1, and 3, constant or slowly varying values, the rigid connection between which tm is provided by the action of the negative feedback circuit. As for the variable component of the measured current, it is transformed from measuring winding 8 into the critical winding 7, because of the presence of a massiveThere is a direct magnetic connection between the windings 7 and 8 and with a small total resistance R in the winding circuit 7, elements 6, 7 and 8 act as an alternating current transformer (here Ry Net + R, where x, where RjT is resistance reference resistor 17; output resistance of UFT 16; active resistance of the winding 7) .In accordance with the above, l / d and -wK K where i / v are the instantaneous values of the variable component of the measurable compensating component, respectively, taking into account ratio (1). and with Зк „- Ои + i.H) WH / 4 or 1 1 W / W to and and to 1 + i Зы + i. - and ID The relation (3) shows that the instantaneous value of the current in the winding circuit 7 is a measure of the instantaneous value of the measured current in the winding 8 with an accuracy to the errors of the following negative feedback loop and the transformer, alternating current, using a reference resistor 17 the current i is converted to a voltage that is applied to the output terminals 18 and 19 of the device. Due to the use in structure I as an imbalance detector of the compressed amp-turns of a magnetic modulator with frequency doubling, a high conversion accuracy of 3 S S Jfco is achieved. Consider how the structure I is implemented during the operation of the converter. if the current value in the sensor measuring circuit is below a certain threshold value, otherwise the output signal of the sensor is high. Both sensors 34 and 33 devices meet these conditions. In the operating mode, the magnetic cores 2 and 3 are fully demagnetized, the inductance of the windings 4 and 5 is large, and the current in the measuring circuit of the sensor t4 is small. The current in the measuring circuit of the sensor i 33 in the operating mode is zero (keys 22 and 24 are open). Therefore, in the operating mode, both inputs of the control block 29 receive low level signals. In this case, in the control unit 29, commands are generated that ensure the closed state of the keys 21, 26 and 28, and the open state of the remaining switches of the switch 20, Disruption of the operating mode leads to saturation of the magnetic cores 2 and 3, the current in the circuit of the windings 4 and 5 (and in the measuring circuit of the attorney 14), the signal is high and 1 at the output of the sensor 14 a high signal appears. When applying a high level signal to one of the inputs of the control block 29, the teams that provide the closed state of the keys 22-2 and 27 and the open state of the keys 21, 26 and 28 are generated in the last state. This state of the switches 20 corresponds to the automatic input mode comparator 1 in the working area, the measuring transducer in this mode has the structure II. After the device enters the input mode, the current in the measuring circuit of sensor 1A becomes zero, which corresponds to the low level of the signal at its output and at the corresponding input of control unit 29, a high level signal appears at the other input of unit 29, Since in the measuring circuit of the sensor 33 a relatively large current of the 4 and 5 currents flows (more than the threshold value), due to the saturation of the magnetic cores 2 and 3 due to the large imbalance of the ampere turns of the windings 7 and 8. As one of the inputs of the block 29 controls and there is a high signal. The level indicated by the block continues to generate commands ensuring the preservation of structure II. In the input mode, single-pulse current pulses are supplied to the excitation windings 4 and 5. These pulses are created by the pulse shaper 30 from a DC voltage supplied from a DC power supply 32. Pulse shaper 30 is controlled by pulse generator 31. The unbalance detection of the ampere turns of windings 7 and 8 is carried out in structure II by straightening the voltage generated on windings 4 and 5 when excited by single-pole pulses .-. The straightening is carried out using rectifiers 34 and 35 .., - Straightened voltages are filtered by filters 36 and 37i. The resulting voltages of filters 36 and 37. Constant voltages are fed to the inputs of the adder 38, the output voltage of which is a difference. With this, the static imbalance is detected; the characteristic does not have false zeros (curve Y, fin. 2). 6 10 At the moment of transition of the measuring converter to the input mode, the ampere-turns of the windings 7 and 8 are large. In accordance with the static characteristic of the comparator (curve N, Fig. 2), the voltage that arrives at one of the inputs of the adder 39 appears at the output of the adder 38-. There is no signal at the other input of the adder 39, since in structure II there are keys 21, 26 and 28 are open and the voltage doubled to the control input of the phase detector 15 is not supplied. Therefore, the output voltage of the adder 39 reproduces the output voltage of the adder 38, which is fed to the input of the DCF 16. Under the influence of this voltage, the current 1 in the winding 7 changes until the unbalance of the ampere turns of the windings 7 and 8 decreases to a small value (up to the magnitude of the current mismatch of the loop feedback loop). In steady-state mode, the connection between the compressed currents is described by the relation (1). Thus, the conditions for the transition from the mode of entry into the operating mode are prepared: the imbalance of the ampere turns of the windings 7 and 8 is small, observed with a margin of input to the working zone of the xcomparator 1 having static characteristic with false zeroes (curve M, fig. 2) As soon as structure II returns to equilibrium, the current in the measuring circuit of sensor 33 decreases below a threshold value. There is a change in the signal at the output of sensor 33: a high level is replaced by a low one. Now the inputs of the control unit 29 receive low level signals. In block 29, commands are generated to ensure that the keys 21, 26 and 28 are in the closed state, and the rest of the switch keys 20 are in the open state. Structure II is replaced by Structure I, the device is activated. Thus, in the proposed device, the comparator is introduced into the working zone with high accuracy and reliability, and the reliable operation of the measuring transducer is guaranteed in automatic mode.

Claims

A DC measuring transducer, comprising a magnetic comparator with a magnetic screen, two magnetic circuits, two excitation windings connected in series, a measuring winding connected to the input terminals of the converter, and a compensation winding, an excitation generator with outputs of the main and double frequencies, the first saturation sensor of the magnetic , a phase detector, the control input of which is connected to the double frequency output of the excitation generator, a DC amplifier, to the output of which the compensation winding of the magnetic comparator and a reference resistor connected in series with the output terminals of the converter are connected in series, characterized in that, in order to increase reliability, a switch with eight keys, a control unit, a DC power supply, a pulse generator, a shaper are introduced pulses, a second magnetic saturation sensor, two rectifiers, two filters and two analog signal combiners, the first and second outputs of the main frequency of the generator The connections are connected to the unconnected terminals of the excitation windings of the magnetic comparator, respectively, through sequentially connected the first saturation sensor of the magnetic conductors, the first switch key and through the second switch key, the first and second poles of the DC power supply, respectively, through the sequentially connected pulse former, the second saturation sensor of the magnetic cores, the third switch key and through the fourth switch key, and the input potential outputs of the first and second rectifiers - respectively Actually, through the fifth and sixth switches of the switch, the output, potential outputs of the rectifiers are connected to the input potential outputs of the corresponding filters, the common output of the excitation windings of the magnetic comparator through the seventh switch key is connected to the zero potential bus of the rectifiers and filters, and through the eighth switch key to the corresponding output the signal input of the phase detector, the output of the pulse generator is connected to the control input of the pulse shaper, the inputs of the control unit are connected to the outputs of the saturation sensors of the magnetic cores, and the output is with the control input of the switch, the inputs of the first sum of SU 1150566 analog signal matters are connected to the outputs of the filters, the inputs of the second analog signal adder are connected to the outputs of the first analog analog signal combiner and phase detector, and the output is with the input of a constant amplifier current.