Датчик постоянного и переменного тока

(51) 5 С О 1 К 1 У/О ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ.пО изОБРетениям и ОтнРытиямпРи гннт сссР(71) Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт релестроения (72) О.А. Серков(56) Авторское свидетельство СССР Ю 126628, кл. С О 1 К 1 ИОО,26.04.8 Б, (9 Ф) ДАТЧИК ПОСТОЯННОГО И ПЕРЕМЕННОГО ТОКА(57) Изобретение относится к электро- измерениям и может быть использовано для преобразования сигналов, пропорциональных постоянному и переменному току, с обеспечением гальванической развязки. Цель изобретения - повыщени точности преобразования. Датчик постоянного и переменного тока содержит трансформаторы 1 и 4 с одинаковыми коэффициентами трансформации, дифференциальные усилители 2 и. 7, резисторы 3,5, 6 и 8, масщтабный преобразователь 9, Дифференциальный усилитель 2 совместно с вторичной обмоткой трансформатора 1 и резисторами 3,5,6 образует автогенератор, Формирующий переменное напряжение прямоугольной формы. Кроме того, в датчик дополнительно введены операционный усилитель 10, интегрирующая цепь 11 и новые функциональные связи, в результате чего в выходном сигнале датчика в значительной степе- а ни компенсируется переменная составляющая с частотой автогенератора. 2 ил.С."Изобретение относится к электроизмерениям, может быть использовано дляпреобразования сигналов, пропорциональных постоянному и переменному то 5ку, с обеспечением гальванической развязки и является усовершенствованиемустройства по авт.св. У 1265628.Цель изобретения - повышение точности преобразования за счет компенсации в выходном сигнале датчика переменной составляющей с частотой автогенератора,На Фиг. 1 изображена электрическая схема датчика; на Фиг. 2 - диаграммы, поясняющие его работу,Датчик. тока (фиг. 1) содержит трансформатор 1, начало вторичной обмоткикоторого соединено с выходом дифференциального усилителя 2 и одним выводом резистора 3, а конец - с началомвторичной обмотки трансформатора 4 иодновременно - с инвертирующим входомдифференциального усилителя 2 и с одним выводом резистора 5. Второй вывод 25резистора 3 соединен с неинвертирующимвходом дифференциального усилителя 2и с одним выводом резистора 6 второйвывод которого присоединен к общей шине, с которой также соединен второйвывод резистора 5. Конец вторичной обмотки трансформатора 4 соединен с инвертирующим входом дифференциальногоусилителя 7 и с одним выводом резистора 8 второй вывод которого одновре 35менно соединен с выходом дифференциального усилителя 7 и с входом масштабного преобразователя 9, выход которого соединен с неинвертирующим входом дифференциального усилителя 7,Датчик тока также содержит операционный.усилитель 10, первый вход которого подключен к выходу дифференциального усилителя 7, а выход соединен свыходным зажимом датчика, и интегриру ющую цепь 11, вход которой соединенс объединенными выводами вторичных обмоток трансформаторов 1 и 4,. а выходподключен к второму входу операционного усилителя 10. Первичные обмотки50трансформаторов 1 и 4 соединены последовательно согласно и предназначеныдля включения в цепь контролируемоготока,Устройство работает следующим об 55разом.Дифференциальный усилитель 2 совместно с вторичной обмоткой трансформатора 1 и резисторами 3,5 и 6 образуют автогенератор, работающий в автоколебательном режиме. При отсутствии контролируемого тока в первичных обмотках трансформаторов 1 и 4 режим работы автогенератора симметричен, так как в этом случае отсутствует под. магничивание магнитопроводов трансформаторов 1 и 4 контролируемым током. При этом к вторичной обмотке трансформатора 1 прикладывается переменное напряжение 0 прямоугольной формы (Фиг, 2), и через эту обмотку протекает ток 1 намагничивания (фиг.2 б). Этот ток создает падение напряжения на резисторе 5, которое прикладывается к входу дифференциального усилителя 7 через вторичную обмотку трансформатора 4, обуславливая на его выходе появление переменного напряжения О с частотой автогенератора (Фиг. 2 в). Амплитуда этого напряжения ограничена индуктивностью вторичной обмотки трансформатора 4, но не может быть равной нулю, поскольку обмотка имеет конечную величину индуктивности. Одновременно то же падение напряжения на резисторе 5, пропорциональное току 1 намагничивания, поступает на вход ийтегрирующей цепи 11, на выходе которой также появляется переменное нап, ряжение 11, частотой автогенератора(фиг, 2 г), причем форма этого напряжения практически совпадает с формой. выходного напряжения дифференциального усилителя 7, а Фаза противоположна. Поэтому после суммирования этих напряжений операционным усилителем 10 переменная составляющая с частотой автогенератора, формируемая на выходе операционного усилителя 10, т,е. на выходе датчика, снижается в 5-10 раз по сравнению с прототипом (фиг, 2 д), При протекании контролируемого постоянного или переменного тока через первичные обмотки трансформаторов 1 и появляется пропорциональная ему постоянная или переменная составляющая и в цепях вторичных обмоток трансформаторов. Для постоянной составляющей (или переменной, протекающей одновременно в первичной и вторичной обмот" ках) вторичная обмотка трансформаторапредставляет собой малое сопротивление. При этом, ток, протекающий через вторичную обмотку трансформатора 4 и резистор 8, . обуславливает появление на выходе дифференциального усилителя 7 напряжения, равного сум.Составитель С. ВейскиРедактор М. Циткина Техред 11,Ходаннч Корректор С, Шеки 14 Тираж 542 ПодписноеГосударственного комитета по изобретениям и открытиям113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 ЗаказВНИИП ГКНТ СССР роиэводственно-иэлательский комбинат "Патент",.Ужгород, ул,Гагарина, 101 5 15396 ме падений напряжений на резисторе 8 и на вторичной обмотке трансформатора 4 от тока, пропорционального контролируемому току. Напряжение с выхода дифференциального усилителя 7 через масштабный преобразователь 9 подается на его инвертирующий вход, обеспечивая смещение напряжения на нем на величину, равную падению напряжения на вто О ричной обмотке трансформатора 4. Тем самым обеспечивается поддержание нулевого уровня среднего значения напряжения на резисторе 5. Результатом этого является симметричный режим автоколе баний автогенератора, независящий от выходного напряжения усилителя 7 и величины контролируемого тока. Поскольку питаоцее вторичную обмотку трансформатора 1 напряжение 11, (фиг. 2 а) 20 автогенератора симметрично, в токенамагничивания постоянная составляоцая отсутствует, чем исключается воэможность подмдгничивдния мдгнито провода трансформатора 4 постоянной 25 составляоцей, что способствует, как и в прототипе, повышению точности преобразования контролируемого тока. Одновременно, как и в случае отсутствия контролируемого тока, с помощью 3 О интегрирующей цепи 11 и операционного усилителя 10 осуществляется компенсация переменной составляющей с часто 61 706той автогенератора в выходном сигнале датчика, в результате чего она существенно снижается, что повышает точность преобразования контролируемого тока.Таким образом, предлагаемый датчик постоянного и переменного тока обеспечивает более точное преобразование сигналов, пропорциональных постоянному и переменному току, что при использовании его в электроприводах обеспечивает более высокое качество регулирования тока и скорости двигателей по сравнению с прототипом. Формула изобретенияДатчик постоянного и переменного тока по авт,св. Ю 1 1265628, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности преобразования, в него дополнительно введены операционный усилитель и интегрирующая цепь, причем, первый вход операционного усилителя соединен с выходом второго дифференциального усилителя, второй вход операционного усилителя соединен с выходом интегрирующей цепи, вход интегрирующей цепи подключен к инвертирующему входу первого дифференциально. го усилителя, а выход операционного , усилителя соединен с выходным зажимом датчика.