SU1582137A1 - Масштабный преобразователь - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике и может быть использовано дл  сопр жени  источника переменного напр жени  и измерительного прибора. Цель изобретени  - повышение точности преобразовани . Масштабный преобразователь содержит измерительный трансформатор 1 с входной 2 и выходной 3 обмотками, вспомогательный трансформатор 4 с входной 5, выходной 6 обмотками, обмоткой 7 обратной св зи и компенсационной обмоткой 8, усилитель 9 переменного напр жени , резисторы 10, 11 и блок 12 компенсирующего напр жени . Благодар  введению компенсационной обмотки 8, резисторов 10, 11 и новых функциональных св зей обеспечиваетс  компенсаци  вли ни  изменени  сопротивлени  нагрузки на выходное напр жение преобразовател , что повышает точность преобразовани . 3 ил.

Description

ел

00

го

GO

J

Фиг. 1

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике и может быть спользовано дл  сопр жени  источника переменного напр жени  и измерителного прибора.

Цель изобретени  - повышение точности преобразовани  за счет компенсации вли ни  изменений сопротивлени  нагрузки.

На фиг. 1 приведена блок-схема Масштабного преобразовател ; на фиг. 2 и 3 - примеры выполнени  блока компенсирующего напр жени .

Преобразователь (фиг. 1) содержит измерительный трансформатор 1 с вход- н|ой 2 и выходной 3 обмотками, второй трансформатор 4 с входной 5, выходной 6, обратной св зи 7 и компенсационной 8 обмотками, усилитель 9 беременного напр жени , резисторы 10 11 и блок 12 компенсирующего напр жени .

Входна  обмотка 2 измерительного трансформатора 1 подключаетс  к источ Нику измер емого напр жени , s параллельно ей через выходные зажимы блока 12 компенсирующего напр жени  включена йходна  обмотка 5 второго трансформатора 4 0 Вход усилител  9 переменного напр жени  подключен к выходной обмотке 6 второго трансформатора 4, а его выход через резистор 10 присоединен к обмотке 7 обратной св зи и одновременно последовательно Соединен с выходной обмоткой 3 измерительного трансформатора 1. Компенсационна  обмотка 8 второго трансформатора 4 включена параллельно выходной обмотке 3 измерительного трансформатора 1, к которой одновременно подключен вход блока 12 компенсирующего напр жени , причем последовательно в цепь компенсационной обмотки 8 включен резистор 11.

Блок 12 компенсирующего напр жени  может быть выполнен в виде ре- зисторного делител  (фиг. 2) или трансформатора напр жени  (фиг. 3).

Масштабный преобразователь работает следующим образом.

Входное измер емое напр жение U, действующее на обмотке 2 измерительного трансформатора 1, преобразуетс  трансформатором 1 в напр жение И3, снимаемое с обмотки 3. В блоке 12 компенсирующего напр жени  выдел етс разность между входным напр жением и величиной КП ИЭ, где К ,г- коэффи

5

0

5

0

5

циент передачи блока 12 дл  напр жени  U3. Эта разность напр жений создает ток 1 -через обмотку 5, который уравновешиваетс  током Ig компенсационной обмотки 8 и током I обратной св зи, протекающим с выхода усилител  9 через обмотку обратной св зи. Таким образом, у трансформатора 4, охваченного отрицательной обратной св зью, сумма произведений токов в обмотках на соответствующие числа витков обмоток практически равна нулю. При этом сердечник трансформатора 4 практически размагничен и индуктивности обмоток трансформатора пренебрежимо малы.

С учетом этого токи 1, I, Ig и выходное напр жение можно выразить как:

Т-s (иг- UJ-K11)/R12;

1-7 -ftKgT (1)

8 -Ц R 11 USKX Иэ + о где Rfo , R f1, R n - сопротивлени  в

цепи обмоток 7, 8 и 5;

КГ7, коэффициенты передачи , равные отношени м чисел витков обмоток 5 и 7 и обмоток 8 и 7 соответственно .

Решение системы уравнений (1) дает выражение I

«амх + U5(1 +| КЛК«k )2

11

5

40 - ъ10Кп)

К„ 87

(2)

При равенстве нулю выражени  в скобках, что может обеспечить выбором параметров, имеем соотношение

(3)

R|0 Kr7U1/ Rn

то есть результат преобразовани  не зависит от U,, определ емого соотношением сопротивлений нагрузки и обмотки 3 и р дом погрешностей трансформатора 1, а определ етс  только параметрами R,0, R и К57, которые могут быть заданы с высокой точностью

Таким образом, повышение точности передачи напр жени  U на выход в предложенном устройстве по сравнению с прототипом определ етс  тем.

515

что с помощью трансформатора 4 и усилител  9 формируетс  напр жение поправки к выходному напр жению Uj трансформатора 1 в зависимости не только от ЭДС на обмотке 3, но и от величины тока через эту обмотку и нагрузку , что обеспечиваетс  за счет подачи выходного напр жени  U3 на

выходной обмотке 3 измерительного

трансформатора 1 на вход блока 12 компенсирующего напр жени . При этом вли ние изменени  сопротивлени  нагрузки на выходное напр жение UfltfX преобразовател  компенсируетс .

Первый вариант выполнени  блока 12 компенсирующего напр жени  (фиг.2) отличаетс  простотой конструкции при низких значени х входных и выходных напр жений, но обеспечивает гальва- ническую разв зку, как и в прототипе лишь при использовании дополнительной выходной обмотки измерительного трансформатора 1.

Второй вариант (фиг. 3) более эффективен при высоких (пор дка 1000 В и более) входных или выходных напр жени х. В обоих случа х сопротивление нагрузки блока 12 посто нно , поэтому проще обеспечиваетс  его высока  точность. Точность преобразовани  определ етс  в основном точностью блока 12, если дл  номинальных значений выполн етс  соотношение

К

11

К

43

где К13 - коэффициент, равный отношению числа витков обмото 2 и 3.

При этом требовани  к точности трансформатора 4, резисторов 10 и 11 на один-два пор дка ниже, чем к блоку 12. Соответственно коэффициен усилени  в замкнутом контуре обмо- ток 6, 9, 7 может быть небольшим. При одинаковом числе витков обмоток 7, 8 суммирование магнитных потоков можно заменить суммированием токов, обмотки 7 и 8 при этом соедин ют и из двух образуетс  одна обмотка.

Отклонение номинальных значений К и К 3 компенсируетс  подбором резистора 11.

0

0

5 о

5

0

г 0

37

При низком входном напр жении и высоких точност х трансформатора 4, резисторов 10, 11 и большом усилении в контуре обмоток 6, 9, 7 св зь блока 1 2 с выходной обмоткой 3 трансфер- матора 1 может отсутствовать, а сам блок 12 может быть выполнен в виде резистора.

Предложенный преобразователь может быть использован дл  масштабного преобразовани  напр жений с коэффи- 2. 2.

циентом передачи 10 -10 с погрешностью пор дка сотых долей процента и изменени  сопротивлений нагрузки в широких пределах.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Масштабный преобразователь, содержащий измерительный трансформатор с входной и выходной обмотками, усилитель переменного напр жени , выход которого последовательно соединен с выходной обмоткой измерительного трансформатора, блок компенсирующего напр жени  и второй трансформатор , первый вывод входной обмотки которого через выходные зажимы блока компенсирующего напр жени  соединен с первым выводом входной обмотки измерительного трансформатора, выходна  обмотка второго трансформатора подключена к входу усилител  переменного напр жени , а обмотка обратной св зи соединена с его выходом, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности преобразовани , дополнительно введены два резистора и компенсационна  обмотка второго трансформатора, причем первый резистор включен последовательно с обмоткой обратной св зи второго трансформатора, второй резистор включен последовательно с его компенсационной обмоткой, котора  присоединена параллельно к выходной обмотке измерительного трансформатора, второй вывод входной обмотки второго трансформатора соединен с вторым выводом входной обмогки измерительного трансформатора, а его выходна  обмотка подключена к входу блока компенсирующего напр жени ,,

   Фиг. 2

   Фиг.З