SU373633A1 - Автокомпенсационное устройство для измерения - Google Patents

Description

1

Изобретение отиоситс  к области измерительной техники и автоматики и направлено на измерение сигнала посто нного тока, пропорционального различным технологическим параметрам.

Известно автокомпеисационное устройство дл  измерении посто нного тока, в котором происходит преобразование токового сигнала в переменное напр жение и компенсаци  последнего с помощью сельсина в режиме новоротного трансформатора. Однако в этом устройстве в качестве преобразовател  входного посто нного тока в переменное напр жение используют ненасыщенный магнитный усилитель , изготовление которого сложно, стабильпость невелика, а в кривой выходного напр жени  нмеютс  высшие гармоники, что снижает чувствительность устройства.

Дл  повышени  точности и надежности измерени  в предлагаемом устройстве коллекторна  цепь траизцстора, на основе которого выполнен модул тор, подключена к последовательно соединенным источнику стабилизированного посто нного напр жени  блока питани  н источнику переменного напр жени , 1 ыполненного в виде дополнительной обмотки магнитопровода ферродинамического преобразовател , обмотка возбуждени  которого запитана стабилизированным переменным напр жением от блока питани , а выходные обмоткп его соединены последовательно с резистором коллекторной цепи транзистора и входом селективного усилител .

На фиг. 1 представлена принципиальна  электрическа  схема описываемого устройства; на фиг. 2 - временна  диаграмма его работы .

Измер емый сигнал посто нного тока поступает на переход эмиттер-база транзистора 1, включеиного по схеме с общей базой, и в коллекторную цепь которого включен резистор 2 значением . Последовательно с источником стабилизированного посто нного напр жени  Е, вырабатываемого блоком питани  3, включен источник переменного напр жени  - дополнительна  обмотка 4, налютанна  на магнитопроводе ферродинамического преобразо.зател  5, обмотка возбуждени  преобразовател  5 питаетс  стабилизированным переменным напр жением от блока питани  5. Падение напр жени  от коллекторного тока на резисторе 2 складываетс  с выходным сигналом преобразовател  5, и суммарный сигнал подаетс  на вход селективного усилител  6, к выходу которого подключена управл юща  обмотка 7 реверсивного асинхронного двигател  8. Вал последнего св зан с рамкой ферродинамического преобразовател  5.

Посто нное напр жение Z: равно амплитудному значению переменного напр жени  U

на обмотке 4 npeoopasoBaxevifl 5. Вследствие этого, коллекторна  цепь транзистора / питаетс  пульсирующим с частотой сети напр жением f/3, имеющим форму синусоиды, нижнее абсолютное значение которого равно нулю . Ток, протекающий в коллекторной цепи транзистора 1, определ етс  следующими соотношени ми:

UK

(1)

при t/K,(2)

где /к - коллекторный ток транзистора У; /о - ток, протекающий через переход эмиттер-база транзистора / (измер емый сигнал посто нного тока); а - коэффициент передачи транзистора в

схеме с общей базой;

UK- мгновенное значение напр лсени  коллектор)юго питани  транзистора /; RK-сопротивление резистора 2 включенного в коллекторной цепи транзистора J.

При условии (1) транзистор / работает в обычном режиме усилени  по схеме с общей базой, когда выходное сопротивление его велико , и коллекторный ток определ етс  практически только током эмиттера, т. е. сигналом. При условии (2) транзистор / входит в режим насыщени , и выходное сопротивление его резко падает.

Таким образом, в коллекторной цепи транзистора 1 протекает пульсирующий с частотой сети ток, имеющий форму ограниченной с одной стороны синусоиды, уровень ограничени  которой измен етс  в соответствии с изменением выходного тока. Падение напр жени  t/2 на резисторе 2, повтор ющее форму коллекторного тока, складываетс  с выходным сигналом вп ферродинамнческого преобразовател  5.

Суммарное напр жение пульсирующее с частотой, равной удвоенной частоте сети, нодаетс  на вход селективного усилител  6, выдел ющего из входного пульсирующего напр жени  его огибающую - напр жение, имеющее частоту сети, ам литуда и фаза которого онредел ютс  соотношением амплитуд напр жений f/2 и вп . Реверсивный асинхронный двигaтe ь 8, управл юща  обмотка 7 которого подключена к выходу усилител  6, вращаетс , поворачива  через механизм устройства рамку преобразовател  5 до тех пор, пока амплитуда напр жени , выделенного селективным

усилителем, не становитс  равной нулю. Угол поворота вала двигател  пропорционален значению входного тока.

Вследствие того, что напр жение коллекторного питани  формируетс  обмоткой 4, намотанной на магнитопроводе ферродинамического преобразовател , форма напр жений Uz и Чп одинакова, и искажени  формы напр жени  возбуждени  преобразовател  5 не вызывают погрешности измерени .

Временна  диаграмма работы устройства представлена на фиг. 2, где:

I -значени  коллекторного тока;

И -значени  компенсирующего напр жежени  - выходного сигнала ферродинамического преобразовател ; III--суммарный сигиал на входе селективного усилител .

На кривой / значени  коллекторного тока,

определ емые соотнощением (1), имеют место

на участках «i-/«2, «2-tn, ..., а определ емые

соотношением (2) -на участках mi-«i,

«2-/22, «3-«3 ... На фиг. 2 а, в видно изменение фазы и значени  сигнала огибающей при различных значени х входного тока, на фиг. 2, б амплитуда огибающей близка к нулю - режим компенсации .

Предмет изобретени 

Автокомпенсационное устройство дл  измерени  посто нного тока, содержащее модул тор , выполненный на транзисторе, включенном в измерительную цепь по схеме с общей базой с резистором в коллекториой цепи, устройство обратиой св зи, выполненное в виде ферродинамического преобразовател  перемещеии  в напр жение переменного тока, блок питани  и селективный усилитель, выход которого через реверсивный двигатель соединен с рамкой ферродинамического преобразовател , отличающеес  тем, что, с целью повышени 

точности и надежности измерени , коллекторна  цепь транзистора подключена к последовательно соединенным источнику стабилизированного посто нного напр жени  блока питани  и источнику переменного напр жени , выполненного в виде дополнительной обмотки магнитопровода ферродинамического преобразовател , обмотка возбуждени  которого запитана стабилизированным переменным напр жением от блока питани , а выходные обмотки его соединены последовательно с резистором коллекторной цепи транзистора и входом селективного усилител .