SU859936A1 - Магнитный компаратор тока - Google Patents

Description

(54) МАГНИТНЫЙ КОМПАРАТОР ТОКА

I

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике, в частности к устройствам дл  измерени  больших по сто нных токов.

Известен магнитный компаратор посто нного тока, выполненный на одном сердечнике из магнитом гкого материала и имеющий компенсирующую обмотку, подключенную к источнику регулируемого посто нного тока, обмотку переменного тока и выходную обмотку. Точка равновеси  определ етс  по изменению угловой погрешности трансформаторного преобразовател  1,

Существенными недостатками его  вл ютс  сложность измерени - больших посто нных токов, обусловленна  необходимостью определени  угловой погрешности и трудность его применени  дл  непрерывных измерений тока.

Известен также магнитный компаратор посто нного тока, содержащий два магнитных усилител , включенных дифференциально на гальванометр через выпр мители . Каждый магнитный усилитель имеет два сердечника с обмотками беременного тока, включенными параллельно , но так, что создаваемые ими потоки направлены встречно. Обмотки переменного тока обоик магнитных усилителей питаютс  от двух вторичных обмоток трансформатора, а получающиес  на выходе посто нные напр жени  включены встречно через резисторы на ггшьto ванометр с шунтом. Имеютс  также обмотки обратной св зи, питаемые частью выпр мленного выходного напр жени  21.

Недостатком известного устройства  вл етс  наличие ложных положений

«5 равновеси , запаздывание в установлении момента равновеси , вследствие инерционности магнитных усилителей, необходимость уравновешивани  в двух различных цетТ х.

20

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению  вл етс  полуавтоматический компаратор посто нного тока, выполненный.на двух магнитных сердечниках и содержа щий обмотку с измер емым током, обмотки компенсации, источник эталонного тока, в цепь которого включен регистрирующий прибор, источник возбуждени  и выходные обмотки, подключенные к нуль-индикатору з. Недостатком известного устройства  вл етс  наличие ложных положений равновеси  , вследствие чего усложн етс  процесс измерени  (измерение необходимо проводить полуавтоматически,чтобы избежать ложного нул ) и повышаютс  тр бовани  к стабильности измер емого и уравновешивающего токов. Это снижает быстродействие системы измерени  и ее надежность, вызывает затруднени  с ав томатизацией выставки точки равновеси . Цель изобретени  - повышение надеж ности и достоверности измерени . Указанна  цель достигаетс  тем, что в магнитный компаратор тока, выполненный на двух магнитных сердечниках и содержащий основную обмотку, две соединеннь е последовательно согласно обмотки компенсации, подключенные через регистрирующий прибор к выходу источника эталонного тока, источник возбуждени , подключенный к первой обмотке возбуждени , две выходные обмотки и нуль-инд.икатор, дополнительно введены втора  обмотка возбуждейи , преобразователь напр жение-ток , две обмотки обратной св зи, два интегратора и два детектора, причем втора  обмотка возбуждени  включена последовательно встречно с первой обмоткой возбуждени , обмотки обратной св зи соединены -шоследователь но согласно и подключены к выходу пре образовател  напр жение-код, выходные обмотки через интеграторы подключены ко входам детекторов, выходы которых соединены с нуль-индикатором и входами источника эталонного тока, преобр зовател  напр жение- ток и источника возбуждени , выполненного в виде ге-г нератора однопол рных импульсов тока На фиг. 1 изображена принципиальна  схема магнитного компаратора тока; на фиг. 2 - выходна  характери- тика устройства; на фиг, 3 - кривые перемагничивани  магнитных сердечников 1 и 2. Магнитнь(й компаратор тока состоит из двух магнитньгх сердечников 1 и 2, содержащих основную обмотку 3 с изме р емым током, обмотки 4 и 5 :компенсации , источник 6 эталонного тока, в цепь которого включен регистрирующий прибор 7, источник 8 возбуждени  и выходные обмотки 9 и 10, подключенные к нуль-индикатору 1I. В качестве источника 8 возбуждени  использован однопол рный генератор тока, подключенный к встречно соединенным обмоткам 12 и 13 возбуждени . Выходные обмотки 9 и 10 включены встречно через интеграторы 14 и 15, детекторы 16 и 17 и потенциометр 18 - на управл ющие входы источника 8 возбуждени , источника 6 эталонного тока, а также преобразовател  19 напр жение-ток, подключенного выходом к введенным обмоткам 20 и 21 обратной св зи. Устройство; работает следующим образом . При токе в основной обмотке D. ... J ЛД о и эталонном токе 0 О производитс  настройка устройства, при этом с помощью потёнциомет| а 18 устанавливаетс  ноль выходного сигнала (работает только источник 8 возбуждени  генератора однопол рных импульсов тока Од), тем самым компенсируетс  аддитивна  составл юща  погрешности устройства, возникающа  вследствие неидентичности магнитных характеристик сердечников I и 2. Сердечники перемагничиваютс  током Jg по частным циклам петли гистерезиса (фиг. 3). При подаче в основную обмотку 3 тока ,| О в обмотках 12 и 13 возбуждени  устанавливаетс  ток Dg, величина которого определ етс  исход  из услови  П W, -12 аг) в Унах W W,, число витков обмоток -fl Я и 3 возбуждени ; число витков основной обмотки 3; максимальна  величина M3w max тока, подлежаща  измерению устройством, Выполнение этого равенства гарантирует , что ложных нулей не будет в выбранном диапазоне измерени . Выходна  характеристика устройства при рассогласовании Л измер ег-ых W и компенсирующих Ззт V4C5) ампервитков изображена на фиг. 2 (Поз. 24). Например, если разбаланс соответствует моменту 25 (фиг. З) , то ток J Q вследствие встречного соединени  обмоток 12 и )3 возбуждени  будет перемагничивать магнитные сердечники

и 2 уже по другим частным циклам петли гистерезиса (фиг. 3, поз. 26 и 27); это приводит к изменению величин ЭДС на выходных обмотках 9 и 10. При этом на выходе устройства по вл етс  напр жение , фиксируемое нуль-индикатором 11, величина которого пропорциональна разбалансу эталонных компенсируюпшх ампервитков и измер емых ампервитков. (фиг. 2).- Выходна  характеристика магнитного компаратора без ложных нулей в диапазоне измер емых токов позвол ет упростить и автоматизировать процесс измерени  тока, одновременно увеличив надежность и достоверность измерени . Это достигаетс  соединением выхода магнитного компаратора с управл ющим входом источника эталонного тока 6. При этом дл  того, чтобы избе йсать по влени  ложного нул , ампервитки , создаваемые током 3„, должны быть больше, чем максимальные ампервитки измер емого тока ,|. Больша  величина  вл етс  оправданной при переходных режимах, когда измер емый и эталонный ток не установились и в точке равновеси  соблюдаетс  равенство их ампервитков W.,g, W. Вместе с тем величина тока 3Rдолжна выбиратьс  из услови  стабильности нул  устройства и она во много раз меньше максимального тока л)ц у,,. Дл  обеспечени  оптимального КПД устройства и его максимальной стабильности (этому способствует, в частности, предотвра 1дение перегрева обмоток} целесообразно поддерживать ток 3g на двух уровн х . Первьй уровень 3g Зцуу, в переходных , мен ющихс  режимах, что обеспечивает исключение по влени 

ложного нул  (при этом U-gj,,j J.XT

У 0). Второй уровень тока Э соответствует установившемус  режиму измерени  (при этом U gbijc ш-к- 0). Эти услови  обеспечиваютс  при соединении выхода магнитного компаратора с управл юцим входом источника 8 возбуждени  (генератора однопол рных импульсов тока).

Выходна  характеристика магнитного компаратора показана на,фиг. 2 (поз. 24). Крутизна характеристики и чувствительность устройства определ :ютс  при этом магнитными характеристиками сердечников 1 и 2. Дл  получени  регулируемой крутизны характеристики и большей чувствительности, независ щей от магнитных характеристик сердечников , выход магнитного компаратора заведен через преобразователь напр жение-ток 19 на согласно включенные обмотки 20 и 21 обратной св зи. При совпадении магнитных потоков обмоток 3 и 20, 21 обратна  св зь становитс  положительной и выходна  характеристика устройства трансформируетс  из положени  24 в положение 18 (фиг. 2), обеспечива  повышенную крутизну преобразовани  и чувствительность. При встречном направлении потоков обмоток обратна  св зь становитс  отрицательной и характеристика преобразуетс  из положени  24 в положение 29 фиг.2} При этом существенным образом увеличиваетс  линейность преобразовани .

Положение характеристики может измен тьс  с помощью преобразовател  наПрЯжение-ток 19 , исход  из конкретных требований к измерению.

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает высокую надежность и достоверность измерени  г и позвол ет обеспечить автоматизацию его проведени .

Claims (3)

1. Формула изобретени 

   Магнитный компаратор тока, выполнен ный на двух магнитных сердечниках, содержащий основную обмотку, две соединенные последовательно согласно обмотки компенсации, подключенные через регистрирующий прибор к выходу источника эталонного тока, источник возбуждени , подключенный к первой обмотке возбуждени , две выходные обмотки и нуль-индикатор, отличающийс   тем, что, с целью повышени  надежности и достоверности измерени , а также автоматизации процесса изме-рени , в него дополнительно введены втора  обмотка возбуждени , преобразователь напр жение-ток, две обмотки, обратной св зи, два интегратора, и два детектора, причем втора  обмотка возбуждени  включена последовательно встречно с первой обмоткой возбуждени , обмотки обратной св зи соедине (ны последовательно согласно и подключены к выходу преобразовател  напр жение-ток , выходные обмотки через интеграторы подключены ко входам детек .fopoB, выходы .которых соединены с нульиндикатором и входами источника эталонного тока, преобразовател  нгмтр жение185 ток и источника возбуждени , выполненного в виде генератора однопол рных импульсов тока. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Спектор С. А. Измерение больших посто нных токов. Л., Энерги , 1978, с. 40. 6
2. 2.Михайлова Е, К. Дроссельный делитель тока дл  измерени  больших посто нных токов и малых сопротивлений. Электричество;, )951, №8, с. 69-71,
3. 3.Мае Martin М. Р., Kusters N. L. А Selfbalanslng direct current comparator for 20 000 amperes. ЗЕЕЕ Transt an Magnet ies, 1965, vol 1 , № 4, p. 396-Д02, (прототип).