SU846612A1 - Преобразователь дл систем автомати-чЕСКОгО упРАВлЕНи плОТНОСТью TOKA ВгАльВАНичЕСКиХ BAHHAX - Google Patents

Description

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЛЯ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПЛОТНОСТЬЮ ТОКА В ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ

1

Изобретение относитс  к гальванотехнике и может быть использовано при создании систем автоматического управлени  плотностью тока в гальванических ваннах.

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  преобразователь дл  систем автоматического управлени  плотностью тока в гальванических ваннах, содержащий датчик плотности тока, выполненный в виде многообмоточного дифференциального компаратора , цепь пр мого преобразовани , содержащую усилитель переменного напр жени , фазочувствительный детектор, фильтр низких частот и преобразователь напр жение - ток, генератор синусоидального напр жени , выход которого подключен к обмоткам возбуждени  магниточувствительного компаратора и к управл ющим электродам фазочувствительного детектора 1.

Недостаток данного преобразовател  - значительные аддитивные погрещности, вызванные температурными изменени ми характеристик ферромагнитных сердечников дифференциального компаратора. В системе автоматического управлени  наличие значительной аддитивной погрешности приводит к потере требуемой точности, а иногда

ВАННАХ

и нарушает работоспособность системы вообще . Кроме того, при изготовлении магнитного компаратора требуетс  тщательна  отборка пар сердечников, идентичных по своим характеристикам и имеющих требуемых магнитные параметры, что усложн ет и удорожает изготовление и настройку известных преобразователей плотности тока.

Цель изобретени  - повышение точности регулировани  плотности тока в гальванических ваннах.

fQ Поставленна  цель достигаетс  тем, что преобразователь дл  систем автоматического управлени  плотностью тока в гальванических ваннах, содержащий датчик плотности тока, выполненный в виде многообмоточного дифференциального магнитного

15. компаратора, цепь пр мого преобразовани , содержащую усилитель переменного напр жени , фазочувствительный детектор, фильтр низких частот и преобразователь напр жение - ток, вход которой подключен к выходной обмотке магнитного компаратора,

Claims (1)

1. 2 а выход подключен к обмоткам обратной св зи, генератор синусоидального напр жени , выход которого подключен к обмоткам возбуждени  магниточувствительного компаратора и к управл ющим электродам фазочувствительного детектора, дополнительно снабжен счетчиком, управл емым устройством изменени  фазы сигнала, электронными ключами, формирователем коротких управл ющих импульсов и дополнительным преобразователем напр жение - ток, при этом вход счетчика подключен к выходу генератора синусоидального напр жени , а выходы его - к формирователю коротких управл ющих импульсов и к дополнительному преобразователю напр жение - ток, выход которого замкнут на две обмотки дифференциального магнитного компаратора, выход формировател  коротких управл ющих импульсов подключен к управл ющим электродам электронных ключей, каждый из которых подключен к обмоткам дифференциального магнитного компаратора, а управл емое устройство изменени  фазы сигнала включено в разрыв цепи пр мого преобразовани  между фазочувствительным детектором и фильтром низких частот, причем управл ющие электроды его подключены к выходу счетчика. На чертеже показана блок-схема преобразовател . В состав преобразовател  входит датчик плотности тока, выполненный в виде дифференциального магнитного компаратора , который состоит из двух ферромагнитных тороидальных сердечников 1 с намотанными на них обмотками 2, 3, 4, 5 и 6. Обмотка 2 предназначена дл  создани  в сердечниках переменного магнитного потока возбуждени . Она через резистор 7 подключена к выходу генератора 8 синусоидального напр жени . К этому же выходу подключен счетчик 9, который работает в режиме делени , частоты. На выходе счетчика 9 напр жение пр моугольной формы, частота которого в К раз ниже частоты генератора 8 синусоидального напр жени , где К - коэффициент делени  счетчика. К выходу счетчика 9 подключен дополнительный преобразователь 10 напр жение - ток, выход которого замкнут на последовательно включённые обмотки 3. Преобразователь 10 напр жение - ток обеспечивает ток пр моугольной формы в обмотках 3, который не имеет посто нной составл ющей. К выходам счетчика 9 подключен также формирователь И коротких управл ющих импульсов, который управл ет электронными ключами 12 и 13. Каждый ключ 12 и 13 подключен к одной из обмоток 4. На врем  по влени  импульсов на выходе формировател  11 коротких управл ющих импульсов эти обмотки замыкаютс  накоротко. Выходна  обмотка 6 магнитного компаратора подключена к усилителю 14 переменного напр жени , выход кото рого подключен к фазочувствительному детектору 15. Управл ющие зажимы фазочувстБительного детектора соединены с выходом генератора 8 синусоидального напр жени . К выходу фазочувствительного детектора 15 подключено управл емое устройство 16 изменени  фазы сигнала, управл ющие зажимы -которого соединены с выходом счетчика 9. В зависимости от пол рности сигнала на выходе счетчика 9 сигнал на выходе управл емого устройства 16 изменени  фазы сигнала мен етс  на 180°. Выход управл емого устройства 16 изменени  фазы сигнала подключен к последовательно соединенным фильтру 17 низких частот и преобразователю 18 напр жение - ток, с которого снимаетс  выходной сигнал и который замкнут на последовательно соединенные обмотки 5 обратной св зи. Устройство работает следующим образом . При отсутствии преобразуемого сигнала (плотность тока равна нулю) в сердечниках I магнитного компаратора протекают переменные магнитные потоки, вызванные синусоидальным током обмоток 2 и пр моугольным током низкой частоты обмоток 3. Крива  намагничивани  ферромагнитных сердечников относительно начала координат имеет симметричный характер, поэтому амплитуда переменного напр жени , вь1званного синусоидальным током обмоток 2, не зависит от направлени  тока, протекающего по обмоткам 3, если величина его в последних одинакова. Ток, протекающий по,обмоткам 3, имеет пр моугольную форму и не содержит посто нной составл ющей. Поэтому величина напр жени  выходной обмотки 6 не зависит от направлени  тока в обмотках 3. Это напр жение увеличиваетс  усилителем 14 переменного напр жени  и детектируетс  фазочувствительным детектором 15. Очевидно , что так как величина напр жени  на выходе обмотки 6 не зависит от направлени  тока в обмотках 3, напр жение на выходе фазочувствительного детектора 15 остаетс  посто нным в оба полупериода низкочастотного пр моугольного напр жени . Оно подаетс  на вход управл емого устройства 16 изменени  фазы сигнала, которое в течение одного полупериода низкочастотного пр моугольного напр жени  передает сигнал одного знака, а в другой полупериод мен ет его фазу на противоположную. Так как на выходе фазочувствительного детектора 15 сигнал имеет посто нную величину. то посто нна  составл юща  на выходе управл емого устройства 16 изменени  фазы сигнала, котора  выдел етс  фильтром 17 низких частот, равна нулю и ток в обмотке обратной св зи отсутствует. При по влении преобразуемого сигнала посто нного тока он создает магнитный поток, который в один полупериод суммируетс  с магнитным потоком , вызванным током обмоток 3, а в другой - вычитаетс  из него. Это приводит к нарушению симметрии сердечников 1. Напр жени  на выходе обмотки 6 станов тс  различными дл  разных полупериодов пр моугольного тока в обмотках 3. Посто нна  составл юща  на выходе фазочувствительного детектора 15 мен етс  в зависимости от полупериода пр моугольного напр жени  и на выходе управл емого устройства 16 изменени  фазы сигнала по вл етс  посто нное напр жение, которое выдел етс  фильтром 17 низких частот. Это напр жение преобразуетс  в преобразователе 18 напр жение ток в ток, который, протека  через обмотку 5 обратной св зи, уравновешивает воздействие преобразуемого сигнала. Ток компенсации в преобразователе напр жение - ток 18 преобразуетс  в сигнал, который подаетс  на блок формировани  управд ющего воздействи  системы регулировани  плотностью тока. Электронные ключи 12 и 13 замыкают обмотки магнитного компаратора на небольшой промежуток времени в момент изменени  направлени  тока в обмотках 3. Это обеспечивает резкое уменьшение посто нной времени этой обмотки и способствует быстрейшему установлению тока в обмотках 3. Кроме того, резко уменьшаетс  амплитуда импульса в обмотке 6, который по вл етс  в момент изменени  направлени  тока в обмотках 2 и величина которого зависит от параметров сердечника 1. Все это способствует уменьшению аддитивной погрешности . Длительность включени  электронных ключей 12 и 13 определ етс  счетчиком 9 и формирователем 11 коротких уп равл юших импульсов, который подает сигнал на управл юшие электроды ключей, обеспечиваюший открывание последних. В момент изменени  направлени  тока в обмотках 3 со счетчика 9 на формирователь 11 коротких управл юших импульсов поступает сигнал, который приводит к по влению на его выходе импульсного сигнала, отпираюшего электронные ключи 12 и 13 на определенный промежуток времени,: кратный частоте генератора 8 синусоидального напр жени . При этом уменьшаетс  длительность переходного процесса установлени  тока в обмотках 3 и снижаетс  величина импульса в обмотке 6. Данный преобразователь не имеет аддитивной погрешности, так как в независимости от параметров сердечника и их изменений при отсутствии преобразуемого сигнала ток компенсации равен нулю, что, как известно, принципиально нельз  обеспечивать в системах , охваченных обратными св з ми любой глубины. Мультипликативна  погрешность близка, к нулю вследствие наличи  стопроцентной обратной св зи. В св зи с тем, что в предлагаемом преобразователе удаетс  свести к нулю аддитивную погрешность , котора   вл етс  общим недостатком всех известных магниточувствительных преобразователей, а мультипликативна  погрешность устранена общеизвестными средствами, точность его намного выше, чем у известного. Кроме того, преобразователь совершенно не критичен к параметрам ферромагнитных сердечников и их изменени м. Это резко упрощает и удешевл ет изготовление , так как ликвидируетс  операци  подбора сердечников по параметрам. Настройка п()еобразоватсл  существенно облегчаетс  и упрощаетс  в св зи с меньшей зависимостью характеристик преобразовани  от режимов работы сердечников. Формула изобретени  Преобразователь дл  систем автоматического управлени  плотностью тока в гальванических ваннах, содержащий датчик плотности тока, выполненный в виде многообмоточного дифференциального магнитного компаратора , цепь пр мого преобразовани , состо щую из усилител  переменного напр жени , фазочувствительного детектора, фильтра низких частот и преобразовател  напр жение- ток, вход которой подключен к выходной обмотке магнитного компаратора, а выход - к обмоткам обратной св зи, генератор синусоидального напр жени , выход которого подключен к обмоткам возбуждени  магниточувствительного компаратора и к управл ющим электродам фазочувствительного детектора, отличающийс  тем, что, с целью повыщени  точности регулировани  плотности тока в гальванических ваннах, он снабжен счетчиком, управл емым устройством изменени  фазы сигнала, электронным ): ключами, формирователем коротких управл ющих импульсов и дополнительным преобразователем напр жение - ток, причем вход счетчика подключен к выходу . генератора синусоидального напр жени , а выход его.- к формирователю коротких управл ющих импульсов и к дополнительному преобразователю напр жение - ток, выход которого замкнут на обмотки дифференциального магнитного компаратора, выход формировател  коротких управл ющих импульсов подключен к управл ющим электродам электронных ключей, каждый из которых подключен к обмоткам дифференциального магнитного компаратора, а управл емое устройство изменени  фазы сигнала включено в разрыв цепи пр мого преобразовани  между фазочувствительным детектором и фильтром низких частот, причем управл ющие электроды его подключены к выходу счетчика . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Фокин А. Н. и др. Устройство дл  бесконтактного измерени  плотности тока в электролите.--«Приборы и системы управлени , М., «Мащиностроение, N° 7, 1977, с. 52-53.