SU864155A1 - Преобразователь посто нного тока - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике и может быть использовано в различного рода устройствах автоматики при пострюении нуль-органов, высокочувствительных измерителей тока с гальванической ра в зкой по входу логичных устройств. Известны устройства дл  измерени  посто нного тока, обладающие гальванической разв зкой по входу, которые содержат два дифференциально включенные датчики холла, один из которых заключен внутри токоведущей шины а второй расположен снаружи у ese поверхности таким образом, что его плоскость совпадает с направлением силовых линий магнитного пол , созда ваемого измер емым током. Этим дости гаетс  защита от воздействи  внешних магнитных полей. ЭДС на выходе датчи ков Холла пропорциональна измер емому току tlJ Однако проходна  характеристика (грсшуировочна  крива  датчика Холла обладает существенной нелинейностью , что значительно уменьшает динамический диапазон всего устройства . Основной причиной нелинейности градуировочной кривой преобразовател  Холла  вл етс  зависимость от магнитной индукции посто нной Холла или подвижности носителей зар да. Кроме того, существеннь не; остатком такого устройства  вл етс  сильна  зависимость его параметров от температуры , обусловленна  большим температурным козффициентом посто нной Холла. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению  вл етс  преобразователь посто нного тока, который содержит магнитный усилитель на двух тороидальных ферромагнитньах магнитопроводах, входные и выходные обмотки которого соединены согласно-последовательно, а обмотки возбуждени  - встречнопоследовательно , генератор затухающих колебаний, выход которого подклйчен к обмоткам возбуждени , интегратор , вход которого соединен с выходными обмотками 2. Однако недостатком известного устройства  вл етс  нелинейность проходной характеристики и сравнительно небольшой динамический диапазон. Цель изобретени  - уменьшение нелинейности проходной характеристики и расширение динамического диапазона.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в преобразователь посто нного тока, содержащий магнитный усилитель на двух тороидальных ферромагнитных магнитопроводах с двум  входными и двум  выходными обмотками соединенными соответственно согласнопоследовательно , и двум  обмотками возбуждени , соединенными встречнопоследовательно , генератор затухающих колебаний, выход которого подключен к обмоткам возбуждени , интег .ратор, вход которого соединен с выходными обмотками введены ключевой элемент и резистор обратной св зи, а на каждый магнитопровод магнитного усилител  нанесена дополнительна  обмотка, причем дополнительные об- мотки соединены согласно-последовательно , а ключевой элемент установлен между выходами дополнительных обмоток и резистором обратной св зи, управл5иощий вход ключевого элемента подключен к управл ющему выходу генератора затухающих колебаний.

На чертеже изображена функциональна  схема преобразовател  посто нного тока.

Схема преобразовател  содержит генератор 1 затухающих колебаний, подключенный к магнитному усилителю 2, состо щему из двух магнитопроводов 3 и 4, на каждом из которых наход тс  обмотки возбуждени  5 и 6, входные обмотки 7 и 8, выходные обмотки 9 и 10 и дополнительные обмотки 11 и 12, интегратор 13, подключенный к выходным обмоткам, ключевой элемент 14 и резистор обратной св зи 15, соединенные последовательно и подключенные к дополнительным обмоткам.

Преобразователь работает следующим образом.

При одновременном воздействии на магнитопроводы 3 и 4 магнитного усилител  посто нного тока подаваемого во входные обмотки 7 и 8, и пакеты затухающего переменного тока, подаваемого в обмотки возбуждени  5 и б, магнитопроводы переход т в магнитное состо ние, характеризующеес  точками на безгистерезисной кривой намагничивани , соответствующей вх. Причем, следует отметить, что затухающий переменный ток используетс  и дл  считывани  магнитной индукции в магнитопроводах, соответствующей iovf а затем по мере его уменьшени  - дл  осуществлени  безгистерезисного намагничивани  сердечников .

Наличие дополнительных согласнопоследовательно соединенных обмоток 11 и 12, к которым с помощью ключевого элемента 14 подключен резистор обратной св зи 15, ведет к существенному замедлению процесса установлени  индукции насьацени  в магнитопрсзодах при воздействии первого импульса пакета затухающих колебаний Это, в свою очередь, приводит к увеличеншо длительности выходного импульса, плсчдадь которого пропор .циональна igy следовательно и к уменьшению выходного напр жени , пропорционального i на интеграторе 13. Дл  устранени  этого на врем  считывани  магнитной индукции, соответствующей ig , первым импульсом пакета

затухающих колебаний ключевой элемент 14 открывает резистор обратной |Св зи 15и вновь подключает его по окончанию первого импульса пакета затухающих колебаний тока. В результате этого сердечники усилител  перемагничиваютс  с максимальной скоростью , определ емой параметрами первого импульса пакета затухающих колебаний тока, что приводит к получению

0 на выходе интегратора максимальновозможного напр жени .

Пока амплитуда затухающего пол  достаточна дл  насыщени  магннтопроводов , среднее значение индукции в

5 них равно нулю. Затем по мере уменьшени  амплитуды переменного тока, точки, характериз5твщие магнитные состо ни  магнитопроводов, с пр«едельной петли гистерезиса постепенно возвращаютс  в состо ние Вс., соответствующие igy . Следовательно, за это врем  осуществл етс  безгистерезисное намагничивание магнитопроводов . В результате безгистерезисного намагничивани  среднее значение .

(ИНДУКЦИИ в магнитопроводах измен етс  от нул  до . В результате такого изменени  индукции на дополнительных обмотках 11 и 12 индукцируетс  ЭДС, пропорциональна  этому

0 изменению индукции, и по дополни ,тельным обмоткам начинает протекать размагничивс1к аий ток, величина которого определ етс  величиной резистора обратной св зи 15. Результи5 РУющий намагничивающий ток определ етс  разностью измер емого и размагничивающего .Токов и поэтому индукци , устанавливаема  в магнитопрюнодах , меньше того значени , которое

0 установилось бы при отсутствии дополнительных обмоток и резистора обратной св зи. Причем, чем выше значение магнитной проницаемости на начальной безгистерезисной кривой намагничивающа  при отсутствии дополнительных обмоток и резистора обратной св зи, тем больше величина размагничивающего тока и, следовательно, меньше величина индукции , устанавливаемой в магнито0 проводах в результате безгистерезисного намагничивани . Таким образом, .уменьшаетс  нелинейность проходной . характеристики и расижр етс  динамический диапазон, что существенно

Claims (2)

1. 5 расшир ет функциональные возможноети устройства и область его применени . Дополнительные обмотки 11 и 12 с подключенным к ним через клю чевой элемент 14 резистором внос т в преобразователь отрицательную обратную св зь, стабилизирующую параметры преобразовател , уменьшающую нелинейность проходной характеристи ки и расшир ющую динамический диапа зон преобразовател . Причем, чем . глубже обратна  св зь, /т.е. чем меньше величина сопротивлени  обрат ной св зи, тем сильнее уменьшаетс  нелинейность проходной характеристи Однако, следует отметить, что при этом, как и вообще при введении отр цательной обратной св зи, уменьшает с  чувствительность преобразовател  Однако и в этом случае за счет использовани  в преобразователе безгистерезисного режима чувствительность преобразовател  остаетс  выше чувствительности известных устройств Следует отметить, что при построе нии преобразователей посто нного тока без отрицательной обратной св зи дл  получени  одинаковых проходных характеристик у разных преобразователей следует осуществл ть тщательный подбор идентичных магнитных сердечников , что нетехнологично и исклю чает возможность применени  таких преобразователей в услови х серийного производства. Введение же отрицательной обратной св зи в преобразова тель, как в предлагаемом устройстве, значительно рас нир ет возможность его применени  в различных устройствах автоматики и измерительной техники . Использование изобретени  позвол  ет исключить подбор магнитных сердеч ников при построении преобразователей тока, что открывает пути к серий ному использованию та«их устройств, позвол ет строить измерительные устройства посто нного тока с линейной проходной характеристикой и расширенным динамическим диапазоном. Формула изобретени  Преобразователь посто нного тока, содержащий магнитный усилитель на двух тороидальных ферромагнитных магнитопроводах с двум  вхорщм  и двум  выходными обмотками, соединенными соответственно согласно-последовательно , и двум  обмотками возбуждени , соединенными встречнопоследовательно , генератор затухающих колебаний, выход которого подключен к обмоткам возбуждени , интегратор , вход которого соединен с выходными обмотками, отличающийс  тем, что, с целью уменьшени  нелинейности проходной характеристики и расширени  динб№1ического диапазона, в него введены ключевой элемент и резистор обратной св зи, а на каждый магнитопровод магнитного усилител  нанесена дополнительна  обмотка, причем дополнительные обмотки соедлнены согласно-последова- тельно, а ключевой элемент включен между выходами дополнительных обмоток и резисторе обратной св зи, управл ющий вход ключевого элемента подключен к управл ющему выходу генератора затухаккцих колебаний. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР №116053, кл. G 01 R 19/00, 1967.
2. 2.Авторское свидетельство СССР №387495, кл. Н 03F 9/00, 1971 (прототип ) .