Устройство для измерения постоянного тока

(51)5 19 0 О ПИСАНИ ТЕНИ ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬ 1 ТИЯМРИ П.НТ СССР АВТОРСКОМУ СВИ(71) Харьковский авиационный институт им, Н.Е. Жуковского(56) Патент Великобритании В 134586 кл. 0 1 13, 06.0274Святочевский А.А Степанов Г.Н, Анализ измерительного преобразовате" ля постоянного тока на основе магии" тотранзисторного мультивибратора. Электротехническая промышленность, Сер. Преобразовательная техника, М.: 1983, У 4 (150), с. 4-5, рис,1. 2ОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОСТО(54)ЯННОГО ТОКА(57) Изобретение относится к электроизмерительной технике и мокет бытьиспользовано для измерения постоянного тока, Цель изобретения - упрощение устройства и повышение точнос"ти измерений. Устройство содержитоперационный усилитель , магнитопровод 2, охватывающий проводник 3с контролируемым током, обмотки 4,6, размещенные на магнитопроводе 2,образующие совместно с операционнымусилителем 1 автогенератор, и регистрирующий прибор 5. В результате. уменьшения числа обмоток, размещенных на магнитопроводе, сокращения количества используемых активных и пассивных элементов и введения новыхфункциональных связей обеспечивается существенное упрощение устройства и повышается точность измерений,Изобретение относится к электроизмерительной технике и может бытьиспользовано для бесконтактного измерения постоянного тока,Цель изобретения - упрощение устройства и повышение точности измерения за счет сокращения количестваобмоток, активных и пассивных элементов и использования для формирования обоих полупериодов колебаний автогенератора общих первичной и вторичной обмоток и активного элемента.На Фиг.1 представлена блок-схемаустройства; на фиг,2 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства.Устройство для измерения постоянного тока (Фиг,1) представляет собойсимметричный двухтактный автогенера"тор с трансформаторной обратнойсвязью, выполненный на дифференциальном усилителе 1. Обмотки автогенератора размещены на магнитопроводе 2,охватывающем проводник 3 с контролируемым током Х . Первичная обмотка 4автогенератора подключена первым выводом к общей шине устройства, а вторым выводом через регистрирующий прибор 5 магнитоэлектрической системысоединена с выходом усилителя 1. Вторичная обмотка 6 автогенератора, служащая для создания положительной обратной связи, первым выводом соединена с общей шиной устройства, а вторымвыводом - с входом усилителя 1.Устройство работает следующим образом,При подаче в момент 1=0 напряжения питания на выходе усилителя 1 появляется напряжение одной из поляр" ностей, Благодаря наличию положительной обратной связи это напряжение 11 на выходе усилителя 1 практически мгновенно достигает максимального значения (фиг2 а)Под воздействием этого (положительного) напряжения 11 в первичной обмотке 4 автогенератора фвозникает нарастающий токкоторый создает в магнитопроводе 2 нарастающий магнитный поток ф- где В3. фД 1 йммагнитное сопротивление магнитопровода 2; Ч - число витков первичной об 55 мотки.4. Этот поток в магнитопроводе 2 суммируется с магнитным потоком ф, создаваемым контролируемым током Тк, При этом наличие положительной обратной связи между первичной 4и вторичной 6 обмотками обеспечиваетнеизменность выходного напряженияусилителя 1 до тех пор, пока суммарный магнитный лоток Ф = ф + ф не1 5достигнет величины потока ф насыще 5ния магнитопровода 2После того, каксуммарный магнитный поток ф достигнет величины ф, напряжение на вторичной обмотке 6 изменит свою полярность,что приведет к изменению полярностинапряжения на входе усилителя 1, Приэтом благодаря наличию той же положительной обратной связи напряжениеЦ на выходе усилителя также практически мгновенно изменит свою полярностьи достигнет максимального отрицательного значения. Указанный процесс периодически повторяется, в результатечего на выходе усилителя формируетсяпеременное напряжение 11 прямоугольнойФормы (Фиг,2 а),Магнитный поток ф, создаваемыйтоком первичной обмотки 4 в магнитопроводе 2 имеет приблизительно треугольную, форму и при отсутствии магнитного потока ф создаваемого контролируемым током (1=О), симметриченотносительно оси времени и изменяется от - фз до + фз(фиг.2 б), В этомслучае постоянная составляющая втоке первичной обмотки 4 отсутсвует.При наличии контролируемого тока1 в магнитопроводе 2 создается магнитный поток ф, отличный от нуля,поэтому в одном направлении магнитопровод 2 насыщается при значении ФФ, а в другом направлении при .значении Ф - фц. Таким образом, магнитный поток ф, смещается на величину,равную Ф, т.е. становится несиммет.ричным относительно оси времени, внем появляется постоянная составляющая ф= - ф(Фиг.2 в), При этом втоке, протекающем через первичнуюобмотку 4 автогенератора, появитсяпостоянная составляющая, пропорциональная потоку ф , т.е. 1 : -1 В(Фиг,2 г), которая измеряется регистрирующим прибором 5 магнитоэлектри-ческой системыВ устройстве значительно уменьшено число обмоток, размещенных намагнитопроводе, за счет исключениятранзисторов и усилителя ограничителя максимально уменьшено число активных и пассивных элементов, что поз1541520 Составитель С, ВейскийЧулла Техред М,Дкдык орректор С. Чер дакт Заказ 277 Тираж 553 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 изводственно-издательский комбинат Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101 воляет достичь существенного упрощения предлагаемого устройства по сравнению с известным. В известном устройстве длительность Тг и Т (фиг. 2 а) полупериодов колебаний автогенератора за"висит как от величины контролируемоготока, так и от сопротивления в цепи питания .автогенератора, включающего сопротивление балластного резистора,сопротивления коллекторных обмотоки самих транзисторов автогенератора,которые изменяются с изменением температуры. В устройстве за счет ис-,пользования в автогенераторе одногообщего активного элемента дифференциального усилителя, одной первичнойи одной вторичной обмотки для формирования обоих полупериодов колебанийавтогенератора при исключении бапласт ного резистора выходной сигнал устройства, представляющий собой среднее значение тока на выходе усилителя, практически не зависит от иэменений активных сопротивлений в,цепяхавтогенератора, что повышает точностьизмерения контролируемого постоянного тока по сравнению с известным устройством. формула и зо брет енияУстройство для измерения постоянного тока, содержащее магнитопровод, охватывающий проводник с контролируемым током, две обмотки, размещенные на магнитопроводе, регистрирующий прибор и дифференциальный усилитель, вход которого соединен с началом одной обмотки, конец которой подключен к общей шине устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упро щения и повышения точности измерения, выход дифференциального усилителя через регистрирующий прибор соединен с началом другой обмотки, конец которой подключен к общей шине устройства.