SU838610A1

SU838610A1 - Преобразователь параметров транс-фОРМАТОРНыХ дАТчиКОВ B пЕРиОд элЕКТРи-чЕСКиХ КОлЕбАНий

Info

Publication number: SU838610A1
Application number: SU792818039A
Authority: SU
Inventors: Виктор Александрович Алексеев; Александр Иванович Мартяшин; Владимир Иванович Чернецов
Original assignee: Пензенский Политехнический Институт
Priority date: 1979-09-11
Filing date: 1979-09-11
Publication date: 1981-06-15

Description

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения параметров транс форматорных и индуктивных датчиков в процессе их изготовления и эксплуат ации.

Известен преобразователь взаимной индуктивности в период следования импульсов, содержащий преобразователь напряжения в пилообразный ток, выход которого соединен через первичную обмотку трансформаторного датчика и опорный элемент к земляной шине, а вторичная обмотка подключена ко входу блока сравнения и к общим выводам первичной обмотки и опорного элемента , выход блока сравнения подключен к входу преобразователя напряжения в пилообразный ток [1].

Недостатком этого устройства являются ограниченные функциональные возможности, заключающиеся в невозможности измерения индуктивности и активного сопротивления первичной и . вторичной обмоток трансформаторного датчика,

Наиболее близким техническим решением к изобретению является преобразователь параметров R, L, С-цепей в период электрических колебаний, содержащий последовательно соединенные сумматор, блок сравнения, интегратор, нуль-орган (усилитель-ограничитель) и усилитель постоянного тока, на входе и в отрицательную обратную связь которого включены соответственно опорный элемент и исследуемая цепь, вторые входы усилителя постоянного тока и нуль-органа подключены к корпусу, второй вход сумматора-соединен с выходом интегратора, второй вход блока сравнения соединен через делитель напряжения со своим выходом [2].

Недостатком данного преобразователя являются ограниченные функциональные возможности, заключающиеся в невозможности преобразования параметров трансформаторов и трансформаторных датчиков в период генерируемых колебаний .

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь параметров трансформаторных датчиков в период электрических колебаний,содержащий последовательно соединенные сумматор, блок сравнения, интегратор и нуль-орган, второй вход которого соединен с

8386]О корпусом, введены последовательно соединенные преобразователь напряже-. ния в пилообразный ток, дифференциатор и переключатель, причем выход Нуль-органа соединен со входом преобразователя напряжения в пилообразный ток, выход которого также подключен К первой входной клемме преобразователя для подключения трансформаторного датчика и к второму входу переключателя, третий вход которого соединен со второй входной клеммой преобразователя, а выход — с первым входом сумматора, второй вход которого соединен с выходом блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом интегратора, клемма преобразователя корпусом.

третья входная соединена с функциональна фи г. 2 поясняющие его ίθ

На фиг. 1 приведена

Мая схема преобразователя;

временные диаграммы, работу.

Преобразователь содержит последовательно соединенные сумматор (С) 1, блок 2 сравнения (БСР), интегратор (ИНТ) 3, нуль-орган (НО) 4, преобразователь 5 напряжения в пилообразный ток (ПНПТ), дифференциатор (ДИФ) б и переключатель (П) 7, выход которого соединен с первым входом сум матора 1, второй вход которого соединен с выходом блока 2 сравнения, второй вход которого соединен с выходом интегратора 3, три входные клеммы 8 - 10 преобразователя для подключения трансформаторного датчика 11, 35 первичная обмотка которого подключена к клеммам 8 и 10, вторичная обмотка — к клеммам 9 и 10, второй вход переключателя 7 соединен с клеммой 8 и с выходом преобразователя 5 нап- дд ряжения в пилообразный ток, третий вход переключателя 7 соединен с клеммой .9, клемма 10 соединена с корпусом .

Преобразователь работает следующим образом.

В установившемся режиме работы на выходе БСР 2 действует напряжение прямоугольной формы амплитудой V^,, поступающее на вход С 1 и на вход ИНТ 3, напряжение которого записывается в виде

1Ц = 2V₂^-, где, У — постоянная интегрирования ИНТЗ.

Й*а выходе НО 4 действует напряжение прямоугольной формы амплитудой Уд,. В момент t_o перехода выходного напряжения Uчерез нулевой уровень выходное напряжение НО 4 скачкообразно меняет знак на противоположный. Это напряжение подается на вход ПНПТ 5, на выходе которого пилообразный ток определяется выражением V₄- ' (2.) (1) где К — коэффициент преобразования напряжения в ток ПНПТ 5.

При этом с первичной обмотки трансформаторного датчика 11 снимается напряжение, определяющееся следующим образом:

У^ УК 4 К где К — коэффициент преобразования

ПНПТ 5.

На выходе ДИФ б действует напряжение U₆, пропорциональное , являющееся результатом дифференцирования и равное Rx-'ZTqК (3) (4) напряжения U,, ’У = у где Т — постоянная дифференцирования ДИФ б.

При протекании тока по первичной обмотке во вторичной обмотке трансформаторного датчика наводится ЭДС взаимной индукции прямоугольной формы,пропорциональная М_хи производной от тока

т.е.

V,

К напряжение поступает

Ч

С выхода на вход С 1. ряжений на входах БСР 2 его выходное напряжение скачкообразно меняет знак на противоположный.Напряжение меняет направление изменения и в момент перехода через нулевой уровень напряжение u'j на выходе НО 4 скачком меняет знак на противоположный. Далее весь процесс повторяется аналогично рассмотренному.

Если II 7 находится в положении ¹1¹', на входы С 1 поступают напряжения и₆ с выхода ДИФ б и С' с выхода БСР 2. ^Z

Выходное напряжение сумматора 1 в этом случае равно (5)

В момент равенства нап\ ⁺У ^+ηΛ· ПГ*' (6) где и - коэффициенты передачи

С 1 по первому и второму входам соответственно .

Период генерируемых колебаний в этом случае находится из равенства уравнений (1) и (6) .

-2Г,

Т_ или где (7)

Если П 7 находится ’'II*' напряжения с входа первичной обмотки трансформаторного датчика 11 и с выхода БСР 2 .

в то на входа С 1 положении поступают

V|_ ^+п.Щ₂ )-п₄ V., π ⁺ λλϊ? ^{+ п}л· F

Периоды времени

t. — t_ = о

ч ^v2.~^i;2^V4 У “У ⁺ . (8)

Т t — t- = i.

4

Следовательно, для моментов равенства напряжений на входах БСР 2 (т.е.

Т 1 для J )

U. = n + V.

g 1 1 L_o

Соответственно период·генерируемых (9) колебаний, с учетом того, что к моменту равенства напряжений на входах БСР 2 пилообразная составляющая от действия R* компенсируется;

Т. = 2Τ· (1 + ш 7^х ) .(10)

В положении П 7 на выходе С 1 напряжение определяется так:

V₄ =(п,и_я+п₂и_Я5 ) = V₂ + v_4R* , (11) а период генерируемых колебаний15

Τ_Μχ = 2^ (1 + m I* ) .(12)

Если к выходу ПНПТ 5 подключить вместо первичной обмотки вторичную, то можно преобразовать индуктивность 20 и активное сопротивление вторичной обмотки аналогично рассмотренному.

При этом преобразовании в период колебаний имеем

T_Ry = 2 (1 + ш ) (₁₃) 25 (1 + ) (14)

Данный преобразователь вполне пригоден и для преобразования в период электрических колебаний параметров 30 индуктивных датчиков с последовательной схемой . замещения . При этом если П 7 находится в положении ¹¹1' ¹, то T_Rx определяется выражением (7), а если П 7 в положении ''11'’, то Tv_X1находитея из (10).

Claims

Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано дл измерени параметров тран форматорных и индуктивных датчиков в процессе их изготовлени и зксплуат ации. Известен преобразователь взаимной индуктивности в период следовани импульсов, содержащий преобразовател напр жени в пилообразный ток, выход которого соединен через первичную обмотку трансформаторного датчика и опорный элемент к земл ной шине, а вторична обмотка подключена ко вход блока сравнени и к общим выводам первичной обмотки и опорного элемента , выход блока сравнени подключен к входу преобразовател напр жени в пилообразный ток 1. Недостатком этого устройства вл ютс ограниченные функциональные воз можности, заключающиес в невозможности измерени индуктивности и активного сопротивлени первичной и . вторичной обмоток трансформаторного датчика. Наиболее близким техническим решением к изобретению вл етс преоб разователь параметров R, L, С-цепей в период электрических колебаний. содержащий последовательно соединенные сумматор, блок сравнени , интегратор , нуль-орган (усилитель-ограничитель ) и усилитель посто нного тока, на входе и в отрицательную обратную св зь которого включены соответственно опорный элемент и исследуема цепь, вторые входы усилител посто нного тока и нуль-органа подключены к корпусу , второй вход сумматора-соединен с выходом интегратора, второй вход блока сравнени соединен через делитель напр жени со своим выходом 2. Недостатком данного преобразовател вл ютс ограниченные функциональные возможности, заключающиес в невозможности преобразовани параметров трансформаторов и трансформаторных датчиков в период генерируемых колебйний . Цель изобретени - расширение функциональных возможностей преобразовател . Поставленна цель достигаетс тем, что в преобразователь параметров трансформаторных датчиков в период электрических колебаний,содержащий последовательно соединенные сумматор, блок сравнени , интегратор и нуль-орган , второй вход которого соединен с корпусом, введены последовательно соединенные преобразователь напр жени в пилообразный ток, дифференциатор и переключатель, причем выход Нуль-органа соединен со входом преобразовател напр жени в пилообразн ГОК, выход которого также подключен К первой входной клемме преобразовател дл подключени трансформаторного датчика и к второму входу переключател , третий вход которого соединен со второй входной клеммой преобразовател , а выход - с первым входом сумматора, второй вход которого соединен с выходом блока сравнени , второй вход которого соединен с выходом интегратора, треть входна клемма преобразовател соединена с корпусом. На фиг, 1 приведена функциональна схема преобразовател ; на фиг.2 временные диаграммы, по сн ющие его работу, Преобразователь содержит последовательно соединенные сумматор (С) 1 блок 2 сравнени (БСР), интегратор (ИНТ) 3, нуль-орган (НО) 4, преобраз .ователь 5 напр жени в пилообразный ток (ПНПТ), дифференциатор (ДИФ б и переключатель (П) 7, выход которого соединен с первым входом сум матора 1, второй вход которого соеди нен с выходом блока 2 сравнени , второй вход которого соединен с выходом интегратора 3, три входные кле wu 8 - 10 преобразовател дл подклю чени трансформаторного датчика 11, первична обмотка которого подключена к клеммам 8 и 10, вторична об мотка - к клеммам 9 и 10, второй вх переключател 7 соединен с клеммой 8 и с выходом преобразовател 5 нап р жени в пилообразный ток, третий вход переключател 7 соединен с кле мой ,9, клемма 10 соединена с корпусом . Преобразователь работает следующим образом. В установившемс режиме работы на выходе БСР 2 действует напр жени пр моугольной формы амплитудой V,-,, поступающее на вход С 1 и на вход ИНТ 3, напр жение которого записыва етс в виде Ч. 2V,,, посто нна интегрировани Ifa выходе НО 4 действует напр же ние пр моугольной формы амплитудой V. В момент tp перехода выходного напр жени Uj через нулевой уровень выходное напр жение НО 4 скачкообра но мен ет знак на противоположный. Это напр жение подаетс на вход ПНПТ 5, на выходе которого пилообра ный ток определ етс выражением J. V, где К - коэффициент преобразовани напр жени в ток ПНПТ 5. При этом с первичной обмотки трансформаторного датчика 11 снимаетс напр жение, определ ющеес слеующим образом: П V - + V . ч к Ч к где К - коэффициент преобразовани ПНПТ 5. На выходе ДИФ б действует напр жение и, пропорциональное R, вл ющеес результатом -дифференцировани напр жени U,, и равное и, V, где Г„. - посто нна дифференцировани ДИФ б. При протекании тока J по первичной обмотке во вторичной обмотке трансформаторного датчика наводитс ЭДС взаимной индукции пр моугольной формы,пропорциональна М„ и производной от тока J, , т.е. п 4 - К С выхода П 7 напр жение поступает на вход С 1. В момент равенства напр жений на входах БСР 2 его выходное напр жение скачкообразно мен ет знак на противоположный.Напр жение U мен ет направление изменени и в момент перехода t. через нулевой уровень напр жение и на выходе НО 4 скачком мен ет знак на противоположный. Далее весь процесс повтор етс аналогично рассмотренному. Если П 7 находитс в положении , на входы С 1 поступают напр жени и с выхода ДИФ б и L с выхода БСР 2. Выходное напр жение сумматора 1 в этом случае равно (и, )n,V -bn,V V гМ- к с 1 по первому и второму входам соответственно . Период генерируемых колебаний в этом случае находитс из равенства уравнений (1) и (6). ,,,,n2-V4 Rx-Ta-, х.2 т, ,{1 + ш f }. где m ; n-f Vg Если П 7 находитс в положении II, то на входы С 1 поступают напр жени с входа первичной обмотки трансформаторного датчика 11 и с выхода БСР 2 . Ч(- ( -111 +n-f г ) -( Vi-n5.V4 р( t -у + + . П V ii + П U . 4 К К Периоды времени t - t 1- - f- -i Л o .2 4 Следовательно, дл моментов равен ства напр жений на входах БСР 2 (т.е Т . дл -2 ) и. п V, + лЬ 4г12. 4.Lo Соответственно периодгенерируемы колебаний, с учетом того, что к моме ту равенства напр жений на входах БСР 2 пилообразна составл юща от действи R компенсируетс 2-Г.- (1 + m ) . Js, в положении П 7 на выходе С 1 нап р жение определ етс так: V (,,, ) V,, + а период генерируемых колебаний Т 2г- (1 + m 1 ). (12 Если к выходу ПНПТ 5 подключить вместо первичной обмотки вторичную, то можно преобразовать индуктивность и активное сопротивление вторичной обмотки аналогично рассмотренному. При этом преобразовании в период колебаний имеем Тр 2-5-(1 + m 1 ) (13 Тиу2 ЗТ (1 + т- ) (14 Данный преобразователь вполне при годен и дл преобразовани в период электрических колебаний параметров индуктивных датчиков с последователь ной схемой , замещени Ь,, R . При это если П 7 находитс в положении 1 , то Тд, определ етс выражением (7), а если П 7 в положении 11 , то Т у, ,, находите из (10). Формула изобретени Преобразователь параметров трансформаторных датчиков в период электрических колебаний, содержащий последователзьно соединенные сумматор, блок сравнени , интегратор и нульорган , второй вход которого соединен с корпусом, отличающийс тем, что, с целью расширени функциональных возможностей преобразовател , введены последовательно соединенные преобразователь напр жени в пилообразный ток, дифференциатор и переключатель , причем выход нуль-органа соединен со входом преобразовател напр жени в пилообразный ток, выход которого также подключен к первой входной клемме преобразовател дл подключени трансформаторного датчика и к второму входу .переключател , третий вход которого соединен со второй входной клеммой преобразовател , а выход - с первым входом сум,матора , второй вход которого соединен с выходом блока сравнени , второй вход которого соединен с выходом интегратора, треть входна клемма преобразовател соединен с корпусом. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 614397, кл. G 01 R 27/26, 1976.
2. Авторское свидетельство СССР по за вке № 2496712/18-21, кл. G 01 R 27/00, 1977 (прототип).

.f

V2

/SC

l J

ииг

L

7

in

UHB

«i

пнпт

К

/

N

л

,

-I/ feli

№

A

Wx

C:;:Z:Tk

И

L,ri/SR .-itM .

Фы-1.г

л

/

X

ч

t

t-

-1