SU1631451A1

SU1631451A1 - Direct current measuring device

Info

Publication number: SU1631451A1
Application number: SU884628434A
Authority: SU
Inventors: Вадим Александрович Копылов
Original assignee: Предприятие П/Я В-2969
Priority date: 1988-11-09
Filing date: 1988-11-09
Publication date: 1991-02-28

Abstract

Изобретение относитс к измерительной технике дл бесконтактного измерени тока. С целью повышени быстродействи в устройство введены дополнительный трансформатор 19 с обмотками 20 и 21 и резисторы 22 и 23 Проводник 2 сроком охватывает магнитопровод 1 с рабочими обмотками 5 и 6, обмотками 24 и 25 обратной св зи. При наличии тока в проводнике 2 нарушаетс равновесие в магнитопроводе 1, вызываемое работой автогенератора 4. состо щего из транзисторов 7 и 8, делител 26. резисторов 17 и 18. Сигнал разбаланса через фильтры на резисторах 22,23 и конденсаторах 12 и 13 и резисторы 10 и 11 поступает на усилитель 9 тока, выходной сигнал которого, пропорциональный измер емому току, через регистрирующий прибор 16 поступает в компенсационную обмотку 3 К клеммам 14 и 15 подаетс питание 1 илThis invention relates to a measurement technique for contactless current measurement. In order to increase speed, an additional transformer 19 with windings 20 and 21 and resistors 22 and 23 are introduced into the device. The conductor 2 covers the magnetic conductor 1 with working windings 5 and 6, feedback windings 24 and 25 for a period of time. In the presence of current in conductor 2, the equilibrium in the magnetic core 1 is disturbed, caused by the operation of the oscillator 4. consisting of transistors 7 and 8, divider 26. resistors 17 and 18. The unbalance signal through filters on resistors 22,23 and capacitors 12 and 13 and resistors 10 and 11 is supplied to current amplifier 9, the output of which is proportional to the measured current, through recording device 16 enters the compensation winding 3 K, terminals 14 and 15 are energized by 1 or less

Description

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для бесконтактного измерения постоянного тока.The invention relates to measuring equipment and can be used for non-contact measurement of direct current.

Цель изобретения - повышение быстродействия.The purpose of the invention is improving performance.

На чертеже представлена схема устройства.The drawing shows a diagram of the device.

Устройство для измерения постоянного тока содержит магнитопровод 1, проводник 2 с контролируемым токсм, компенсационную обмотку 3, двухтактный магнитно-транзисторный автогенератор 4 с трансформаторной обратной связью с рабочими обмотками 5 и 6, транзисторы 7 и 8, усилитель 9 тока, резисторы 10 и 11, конденсаторы 12 и 13 фильтра, клеммы 14 и 15 питания, регистрирующий прибор 16, резисторы 17 и 18, дополнительный трансформатор 19 с обмотками 20 и 21, резисторы 22 и 23, обмотки 24, 25 обратной связи, делитель 26. Трансформатор 19 на чертеже представлен разделенным.A device for measuring direct current contains a magnetic circuit 1, a conductor 2 with controlled toxicity, a compensation winding 3, a push-pull magneto-transistor oscillator 4 with transformer feedback with working windings 5 and 6, transistors 7 and 8, a current amplifier 9, resistors 10 and 11, filter capacitors 12 and 13, power terminals 14 and 15, recording device 16, resistors 17 and 18, additional transformer 19 with windings 20 and 21, resistors 22 and 23, feedback windings 24, 25, divider 26. Transformer 19 is shown in the drawing divided.

Магнитопровод 1 охватывает проводник 2 с контролируемым током. На магнитопроводе размещены рабочие обмотки 5 и 6 автогенератора 4, обмотки 24 и 25 обратной связи и компенсационная обмотка 3. Параллельно рабочим обмоткам 5 и 6 соединены обмотки 20 и 21 дополнительного трансформатора 19. Первые выводы рабочих обмоток соединены с коллекторами транзисторов 7 и 8, а вторые выводы соединены с вторыми выводами резисторов 17 и 18 и вторыми выводами резисторов 22 и 23 соответственно, первые выводы которых соединены с вторыми выводами конденсаторов 12 и 13 фильтра и через резисторы 10 и 11с первым и вторым входами усилителя 9 тока. Выход усилителя 9 тока через последовательно соединенные регистрирующий прибор 16 и компенсационную обмотку 3 соединен с клеммой 14 питания, первыми выводами резисторов 17 и 18, первыми выводами конденсаторов 12 и 13 фильтра. Эмиттеры транзисторов 7 и 8 объединены и соединены с клеммой 15 питания, первые выводы обмоток 24, 25 обратной связи соединены с базами транзисторов 7 и 8, вторые выводы обмоток 24 и 25 объединены и соединены со средней точкой делителя 26, вторые выводы которого соединены с клеммами 14 и 15 питания.The magnetic core 1 covers the conductor 2 with a controlled current. The working windings 5 and 6 of the oscillator 4, the feedback windings 24 and 25 and the compensation winding 3 are placed on the magnetic circuit. The windings 20 and 21 of the additional transformer 19 are connected in parallel with the working windings 5 and 6. The first leads of the working windings are connected to the collectors of transistors 7 and 8, and the second terminals are connected to the second terminals of the resistors 17 and 18 and the second terminals of the resistors 22 and 23, respectively, the first terminals of which are connected to the second terminals of the filter capacitors 12 and 13 and through the resistors 10 and 11 with the first and second inputs of the amplifier 9 current a. The output of the current amplifier 9 through series-connected recording device 16 and the compensation winding 3 is connected to the power terminal 14, the first conclusions of the resistors 17 and 18, the first conclusions of the filter capacitors 12 and 13. The emitters of transistors 7 and 8 are combined and connected to the power terminal 15, the first conclusions of the feedback windings 24, 25 are connected to the bases of transistors 7 and 8, the second conclusions of the windings 24 and 25 are combined and connected to the midpoint of the divider 26, the second conclusions of which are connected to the terminals 14 and 15 nutrition.

Устройство для измерения постоянного тока работает следующим образом.A device for measuring direct current operates as follows.

При отсутствии тока в проводнике 2 ввиду симметричности схемы автогенератора 4 в плечах автогенератора протекают токи равной амплитуды и длительности. Числа витков W20 и W21 обмоток 20 и 21 дополни тельного трансформатора 19 равны между собой, и W20 ' Bs20 ' S20 < W5 · B_S1 · S1 где Bs20 И S20, B_S1 и Si - соответственно индукция насыщения и сечение сердечника трансформатора 19 и магнитопровода 1, а W5 - число витков обмотки 5. При этом насыщение сердечника трансформатора 19 происходит раньше насыщения магнитопровода 1. Частота генерируемого напряжения определяется параметрами трансформатора 19In the absence of current in the conductor 2, due to the symmetry of the circuit of the oscillator 4, currents of equal amplitude and duration flow in the arms of the oscillator. The numbers of turns W20 and W21 of the windings 20 and 21 of the additional transformer 19 are equal to each other, and W20 'Bs20' S20 <W5 · B _S 1 · S1 where Bs20 AND S20, B _S 1 and Si are the saturation induction and core section of the transformer 19, respectively and magnetic circuit 1, and W5 - the number of turns of the winding 5. In this case, the core of the transformer 19 is saturated before the magnetic core 1. The frequency of the generated voltage is determined by the parameters of the transformer 19

W20 · S20 B_S2O ’ где Еп ^- напряжение питания автогенератора 4.W20 · S20 B _S 2O 'where Ep ^{is the} supply voltage of the oscillator 4.

Через резисторы 17.18 протекают токи намагничивания трансформатора и дополнительного трансформатора 19.Постоянная составляющая напряжения на резисторах 17 и 18 выделяется с помощью двух RCфильтров (резисторы 22, 23, конденсаторы 12 и 13). причем при равенстве полупериодов генерируемого напряжения и токов в плечах автогенератора 4 равны между собой напряжения на конденсаторах 12 и 13 фильтра, а следовательно, разность напряжений, поступающих на инвертирующий и неинвертирующий входы усилителя 9 тока, и выходной ток усилителя 9 тока, протекающий через компенсационную обмотку 3 и регистрирующий прибор 16. равны нулю.The magnetization currents of the transformer and the additional transformer 19 flow through the resistors 17.18. The constant component of the voltage across the resistors 17 and 18 is extracted using two RC filters (resistors 22, 23, capacitors 12 and 13). moreover, when the half-periods of the generated voltage and currents in the arms of the oscillator 4 are equal, the voltages at the filter capacitors 12 and 13 are equal to each other, and therefore, the voltage difference applied to the inverting and non-inverting inputs of the current amplifier 9 and the output current of the current amplifier 9 flowing through the compensation winding 3 and the recording device 16. are equal to zero.

При протекании тока по проводнику 2 в магнитопроводе 1 создается постоянный магнитный поток, в результате чего нарушается равенство токов, протекающих через резисторы 17, 18 в различные полупериоды переменного напряжения. Постоянные составляющие напряжения на конденсаторах 12, 13 изменяются, становясь неравными по величине. На входах усилителя 9 тока появляется дифференциальный сигнал, что вызывает возникновение соответствующего выходного тока усилителя 9 тока и его протекание по компенсационной обмотке 3. Магнитный поток, создаваемый током, протекающим по компенсационной обмотке 3. направлен встречно по отношению к магнитному потоку, создаваемому измеряемым током в магнитопроводе 1. Благодаря большому значению коэффициента усиления усилителя 9 тока обеспечивается компенсация магнитного потока, создаваемого в магнитопроводе 1 измеряемым током. Равенство магнитных потоков означает равенство и обусловивших их. ампер-витков.When current flows through conductor 2, a constant magnetic flux is created in magnetic circuit 1, as a result of which the equality of currents flowing through resistors 17, 18 to various half-periods of alternating voltage is violated. The constant components of the voltage across the capacitors 12, 13 change, becoming unequal in magnitude. A differential signal appears at the inputs of the current amplifier 9, which causes the corresponding output current of the current amplifier 9 to occur and flow through the compensation winding 3. The magnetic flux generated by the current flowing through the compensation winding 3. is directed counter to the magnetic flux generated by the measured current in magnetic circuit 1. Due to the large value of the gain of the current amplifier 9, compensation is provided for the magnetic flux generated in the magnetic circuit 1 by the measured current. The equality of magnetic flux means the equality of those who caused them. ampere turns.

Ток, протекающий по компенсационной обмотке 3, пропорционален измеренному току и отсчитывается непосредственно по измерительному прибору.The current flowing through the compensation winding 3 is proportional to the measured current and is counted directly by the measuring device.

Claims

Claim

A device for measuring direct current, comprising a magnetic circuit covering a conductor with a controlled current, a compensation winding located on the magnetic circuit, a push-pull magnetotransistor oscillator with transformer feedback, two feedback windings and two working windings of which are located on the magnetic circuit, the first terminals of the latter connected to the transistor collectors , a current amplifier, the first and second inputs of which are connected through the first and second resistors to the first terminals of the first and a second filter capacitor, the second terminals of which are connected to the first power terminal of the oscillator, a recording device, one terminal of which is connected to the output of the current amplifier, and the other to the first terminal of the compensation winding, the second terminal of which is connected to the first power terminal and the first terminals of the third and fourth resistors, the second terminals of which are connected to the second terminals of the working windings, respectively, the base of both transistors are connected to the first terminals of the feedback windings, respectively, the second terminals of the ryh merged and connected with the midpoint of the divider, the other terminals of which soedine10 us with the first and second power supply terminals, respectively, wherein. that, in order to improve performance, an additional transformer with two windings, the fifth and sixth resistors, are introduced into it, the first terminals of which are connected to the first terminals of the filter capacitors, respectively, and the second conclusions are connected to the second terminals of the third and fourth resistors, respectively, the first and second the conclusions of each of the windings of the additional transformer are connected to the first and second conclusions of the working windings of the oscillator, respectively, the emitters of both transistors are connected to the 25 second power terminal.

Compiled by V. Smirnov Editor M. Tovtin Tehred M. Morgenthal Corrector L. Pilipenko

Order 542 Circulation 411 Subscription

VNI14P14 of the State Committee for Inventions and Discoveries at the State Committee for Science and Technology

113035, Moscow, Zh-35, Raushskaya nab., 4/5

Production and Publishing Plant Patent, Uzhgorod, Gagarin St. 101