SU789784A1 - Цифровой амперметр действующего значени электрического тока - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано в информационно-измерительных системах автоматического управлени  и регулировани .

Известны устройства дл  измерени  действующего значени  электрического тока, содержащие нуль-орган, управл емый генератор импульсов, корнеизвлекающее устройство с входным числоимпульсным кодом, преобразователь кода в напр жение, генератор тактовых импульсов и арифметическое Устройство , производ щее операции делени  и извлечени  корн  1.

Недостатком известного устройства  вл етс  то, что оно содержит слож- . ные, низконадежные узлы и требует при измерении электрического тока дополнительных элементов св зи с измерительной цепью, что снижает точность измерений.

Цель изобретени  - упрощение конструкции и повышение надежности цифрового амперметра действующего значени  электрического тока.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что цифровой амперметр действующего значени  электрического тока, содержащий генератор тактовых импульсов , св занный через- делитель импульсов с шиной сброса корнеизвлекающего счетчика импульсов, снабжен двум  трансформаторными преобра5 зовател ми мгновенных значений

электрического в число импульсов , выполненными на тороидальных сердечниках, jвходные обмотки которых соединены последовательно-согласно,

to а выходные обмотки, витки которых охватывают соседние по диаметру ферромагнитные кольца тороидальных сердечников в разных направлени х, подключены параллельно к счетному входу

15 корнеизвлекающего счетчика импульсов, при этом выход генератора тактовых импульсов св зан с соединенньми последовательно-встречно обмотками подмагничивани  двух упом нутых

20 трансформаторных преобразователей. Кажда  из двух частей тороидгшьного сердечника трансформаторного преобразовател  состоит из отдельных коаксиально расположенных ферромагнитных

25 колец из материала с пр моугольной петлей гистерезиса, с периметрами, измен ющимис  пропорционально корню квадратному по мере их увеличени  в каждом из этих преобразова30 те л ей, На фиг. 1 представлена принципиальна  схема амперметра действующего значени  электрического тока; на фиг. 2 - квсщратичный .трансформа торный преобразователь мгновенных значений электрического тока в числ импульсов. Цифровой амперметр действующего значени  электрического тока содерж генератор 1 тактовых импульсов, св занный через делитель 2 частоты импульсов с шиной сброса корнейзвле кающего счетчика 3 импульсов, счет ный вход которого св зан с включенными в параллель выходными обмотками 4 и 5 квадратичных трансформатор ных преобразователей б и 7 мгновенных значений электрического тока в число импульсов. Входные обмотки 8 и 9 квадратичных трансформаторных преобразователей 6 h 7 соединены последовательно-согласно и включены в цепь измер емого тока, а обмотки 10 и 11 подмагничивани  соединены последовательно-встречно и подключены к выходу генератора 1 тактовых импульсов. Тороидальный сердечник каждого квадратичного трансформаторного пре образовател  состоит из двух элементов , которые изготовлены в виде отдельных коаксиально расположенных ферромагнитных колец из материала с пр моугольной петлей гистерезиса 12 и 13, причем периметры ферромаг .нитных колец 12 в одной части торои дального сердечника равны периметра изол ционных промежутков во второй части тороидального сердечника, и, наоборот, периметры ферромагнитных колец 13 во второй части тороидального сердечника равны периметрам изол ционных промежутков в первой части тороидального сердечника. Изм нение размеров периметров ферромагнитных колец 12 и 13 происходит пропорционально корню квадратному по мере их увеличени . Входна  обмотка 8 квадратичного трансформатор ного преобразовател  и обмотка 10 подмагничивани  намотаны на обеих , част х тороидального сердечника, а выходна  обмотка 4 разделена на две секции, включенные встречно и размещенные на отдельных част х тороидгшьного сердечника так, что ее витки охватывают соседние по диамет ру ферромагнитные кольца тороидешьного сердечника в разных направлени х . При измерени х действующих знача НИИ электрического тока возникает необходимость возведени  в квадрат отдельных мгновенных значений. Интеграл в выражении дл  действующе го значени  замен етс  суммой , где Т - период измер емого тока; п - число измерений за период; 3- мгновенное значение измер емого тока. Цифровой амперметр действующего значени  электрического тока работает следующим образом. С приходом каждого импульса тока пилообразной формы от генератора 1 тактовых импульсов, работающего с заданной частотой опроса в обмотки 10 и 11 подмагничивани  трансформаторных преобразователей 6 и 7 мгновенных значений электрического тока в число импульсов, по входным обмоткам 8 и 9 которых протекает измер емый электрический ток произвольной формы в тороидальных сердечниках каждого квадратичного трансформаторного преобразовател  б и 7 током и подмагничивани  и измер емым током создаетс  переменное магнитное поле, которое, в отсутствии измер емого тока, не измен ет магнитного состо ни  ферромагнитных колец в обеих половинах тороидальных сердечников каждого квадратичного трансформаторного преобразовател  б и 7, так как уже первый пилообразный импульс тока в обмотках 10 и 11 подмагничивани  перемагничивает все ферромагнитные кольца каждого тороидального сердечника квадратичных трансформаторных преобразователей 6 и 7 из начального магнитного состо ни  в насыщенное магнитное состо ние, которое , в отсутствие измер емого тока, не измен етс  по мере поступлени  новых импульсов тока от генератора 1 тактовых импульсов. При протекании измер емого тока по входным обмоткам 8 и 9 квадратичных трансформаторных преобразователей б и 7, на каждом периоде спада амплитуды тока в обмотках подмагничивани , магнитное поле в обеих част х тороидального сердечника каждого квадратичного трансформаторного преобразовател  6 и 7 измен етс  до величины, соответствующей максимальной амплитуде тока в выходных обмотках 8 и 9. Так как магнитное поле в тороидгшьном сердечнике каждого квадратичного трансформаторного преобразовател  6 и 7 убывает по гиперболе от центра к кра м, то в обеих част х того тороидального сердечника трансформаторного преобразовател , в котором магнитное поле, создаваемое измер емым током, и магнитное поле, создаваемое Пилообразным током подмагничивани  в данном цикле измерени  противоположны, происходит перемагничивание из одного магнитного состо ни  в другое ферромагнитных колец поочередно в каждой части тороидального сердечника этого транч:;форматорного преобразовател , а в сердечнике другого преобразовател 

перемагничивани  ферромагнитных колец в этот момент не происходит.

В те моменты времени, когда происходит перемагничивание ферромагнитных колец тороидального сердечника из одного магнитного состо ни  в другое, в выходной обмотке квадратичного трансформаторного преобразовател  навод тс  разнопол рные импулсы напр жени  вследствие дифференциального включени  секций выходных обмоток каждого квадратичного трансформаторного преобразовател .

Такое включение секций выходных обмоток 4 и 5 квадратичных трансформаторных преобразователей б и 7 позвол ет исключить из выходного сигнала помехи, наводимые в выходных обмотках трансформаторных преобразователей за счет индуктивной и емкостной св зей выходных обмоток 4 и 5 с обмотками 10 и 11 подмагничивани  и входными 8 и 9.

При изменении направлени  электрического тока во входных обмотках 8 и 9 квадратичных трансформаторных преобразователей б и 7 перемагничиваютс  ферромагнитные кольца другого квадратичного трансформаторного преобразовател . Поэтому, при любой пол рности измер емого тока, на счетный вход корнеизвлекающего счетчика 3 импульсов поступают импульсы напр жени , количество которых пропорционально удвоенному значению суммы квадратов мгновенных значений измер емого тока, так как измерение периметров ферромагнитных колец в сердечниках квадратичных трансформаторных преобразователей пропорционално корню квадратному по мере их увеличени , и перемагничивани  ферромагнитных колец в сердечниках преобразователей происходит дважды за кахсдый цикл измерени  мгновенного значени  электрического тока,

Корней3влекающий счётчик 3 импульсов , в качестве которого можно, например , использовать обычный счетчик импульсов с выводом на индикаторное устройство только чисел, равных корню квадратному из половины общего количества импульсов, поступающих на его счетный вход, происходит деление на два и извлекает квадратный корень из числа импульсов непрерывно по мере поступлени  импульсов на вход схемы. Полученное число на шкале корнеизвлекающего счетчика 3 импульсов пропорционально действующему значению измер емого электрического тока в промежуток времени, в течение которого производитс  измерение. Это

промежуток времени задаетс  коэффициентом делени  делител  2 частоты импульсов, на вход которого поступают импульсы с выхода генератора 1 тактовых импульсов, а импульсы с , его выхода поступают на шичу сброса корнеиззлекающего счетчика 3 импульсов .

амперметр действующего значени  электрического тока обладает хорошими измерительными показател ми, а по конструктивному выполнению он значительно проще известных приборов дл  измерени  действующего значени  напр жени  и имеет более высокую надежность. 5 ,

Claims (2)

1.Цифровой амперметр действующего значени  электрического тока, содер0-жащий генератор тактовых импульсов, св занный через делитель импульсов с шиной сброса корнеизвлекающего счетчика импульсов, отличаю-щ и и с   тем, что, с целью упрощес ни  конструкции и повышени  надежности , он снабжен двум  трансформаторными преобразовател ми мгновенных значений электрического тока в число импульсов, выполненными на тороидальг ных сердечниках, входные обмотки

0 которых соединены последовательносогласно , а выходные обмотки, витки которых охватывают соседние по диаметру ферромагнитные кольца тороидальных сердечников в разных направлени х, подключены параллельно к счетному входу корнеизвлекающего счетчика импульсов, при этом выход .генератора тактовых импульсов св зан с соединенными последовательно-встреч0 обмотками подмагничивани  двух упом нутых трансформаторных преобразователей .

2.Цифровой амперметр действующего значени  электрического тока по п.1, отличающийс  тем, что

кажда  из двух частей тороидального сердечника трансформаторного преобразовател  выполнена из отдельных коаксиально расположенных ферромагнитных колец из материала с пр моугольной петлей гистерезиса, с периметрами , измен ющимис  пропорционально корню квадратному по мере их увеличени  в каждом из этих преобразователей.

5 Источники информации,

прин тые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 241535, кл. G 01 R 19/02, 11,07.67.

luvi

---/

ГГ

0