Устройство для измерения тока

па,тен-,ко те и,лис е Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 210678 (21) 2629599/18-21 (51)М, Кд,с присоединением заявки М С 01 Н 19/00 Государственный комитет СССР по дедам изобретений и открытий(71) Заявитель Куйбышевский политехнический институт им.В,В,Куйбышева(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТОКА 1Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь.зовано для измерения больших токов в широком диапазоне частот.Известно устройство для измерения 5тока, содержащее однофазный трансформатор постоянного тока и дополнительный трансформатор тока 1.Погрешностью устройства является значительное потребление мощности 10 вторичной .цепью трансформатора постоянного тока, большой коэффициент пульсаций выпрямленного тока, а также значительная погрешность измерения, обусловленная: недостаточным 15 сглаживанием выпрямленного тока.Известно устройство для измерения тока, содержащее двухфазный трансфор-, матор постоянного тока, фильтр низких частот, индукционный датчик то ка, (21.Свойственное этому устройству значительное потребление мощности вторичной цепью трансформатора постоянного тока, обусловленное подключени ем вторичной обмотки индукционного датчика тока в цепь выпрямленного то- ка трансформатора постоянного тока, а также необходимость размагничивания, намагниченного измеряемым то ком . с ердеч ника индукционного датчика тока и низкий частотныйдиапазон измерения, обусловленныйограниченным частотным диапаэонсм индукционного датчика тока,Целью изобретения является снйжение мощности, потребляемой трансформатором постоянного тока и расширение частотного диапазона измерения.Достигается это тем, что в устройство для измерения тока, содержащее трансформатор постоянного тока, Фильтр низких частот, индукционный датчик тока, например пояс Роговского, последовательно соединенный с интегратором, выполненным в виде усилителя с емкостью в цепи обратной связи, введены второй Фильтр низких частот и компаратор, причем выход трансформатора постоянного тока через фильтр низких частот подключен к одному из входов компаратора, вы ход усилителя подключен через второй фильтр низких частот, к другому входу компаратора, а выход компаратора 1 подключен к неинвертирующемувходу усилителя.На чертеже представлена блок-схема устройства для измерения тока.- измеряемый ток;злектроднижущая силана выходе индукционного датчика 2;30КА - чувствительность индукционного датчика 2,Напряжение на ныходе интегрирующего усилителя 3 определяется выражением ь= -бс)= - ЬЬЫХ Т Тгде Ц- напряжение на выходеинтегрирующего усилитеЬьФля 3;Т - постоянная времени инЬ,тегрирующего усилителяЗу;) Ц - измеряемый ток,Таким образом напряжение на выходе интегрирующего усилителя 3 пропорционально измеряемому току в широкой полосе частот (кроме области низких частот и постоянного тока).В области низких частот измерениетока происходит с ошибкой, обусловленной неидеальностью операции интегрирования, вследствие конечногозначения коэффициента усиления интегрирующего усилителя 3, а также и связи с дрейфом нулевого уровня этогоинтегрируко 1 его усилителя,фильтр 5 выделяет низкочастотнуюсоставляющую выходного напряжения ин"тегрирующего усилителя 3 в его полосе пропускания пропорционально низкочастотной составляющей измеряемого .40тока с ошибкой., обусловленной как неидеальностью выполнения операции интегрирования, так и дрейфом нулевого уровня интегрирующего усилителя3. Это напряжение поступает на вход, 65 Устройство для измерения тока содержит двухфазный трансформатор постоянного тока 1, индукционный датчиктока (пояс Роговского) 2, интегрирующий усилитель 3, фильтр низких частот 4, второй фильтр низких частот 5,комларатор б, проводник 7 с током.Фильтр низких частот 5 включен вцепи обратной связи интегрирующегоусилителя 3 к одному из входов компаратора б,Выход трансформатора постоянного тока 1 через Фильтр низких час тот 4 подключен к другому нходу компаратора б,выход которого подключенк неинвертирующему входу интегрирующего усилителя 3, Выход индукцион-ного датчика тока 2 подключен к инвертирующему входу интегрирующегоусилителя 3,Устройство для измерения токаработает следующим образом,При измерении переменного тока Она выходе индукционного датчика 2наводится электроднижущая сила, пропорциональная производной измеряемого тока,8=К (1)дз25 компаратора 6, где сравнивается свыходным напряжением фильтра низкихчастот 4, которое в области низкихчастот пропорционально измеряемомутоку с коэффициентом передачи, определяемым выражениемКт т НН (3)где К - коэффицйент пропорциональТности при коэффициенте передачи фильтра 4 в полосепропускания, равном 1;Я - чунствительность трансформатора постоянного тока 1,равна б,х/1 (где ЪЫвыходной выпрямленный токтрансформатора постоянноготока 1);В - сопротивление нагрузки вНцепи трансформатора постоянного тока 1.Компаратор б осуществляет алгебраи"ческое вычитание двух напряжений, поступающих на его входи и при надлежащем выборе его коэффициента передачи, равным К, напряжение навыходе компаратора 6 равно ошибке интегрирующего усилителя 3 вобласти низких частот, т.е, ошибке измерения тока н области низких частот, Это напряжение ошибки,имеющее знак, противоположный знакуошибки измерения, поступает на неинвертирующий вход интегрирующего усилителя 3, компенсируя ошибку измерения тока на выходе этого усилителя,При измерении постоянного тока интегрирующий усилитель 3, компаратор6, фильтр низких частот 5 образуютпо второму входу компаратора б цепь,отслеживающую напряжение на выходе,фильтра. 4, пропорционально измеряемому току.Полоса пропускания фильтра 5 составляет не более нескольких десятковгерц, что обеспечивает пропорциональность выходного напряжения интегрирующего усилителя 3 измеряемому токув широком диапазоне частот и позволяет существенно снизить мощность потребляемую вторичной цепью трансформатора постоянного тока 1,Формула изобретения Устройство для измерения тока, соцержащее трансформатор постоянного тока, Фильтр низких частот, индукционный датчик тока, например пояс Роговского, последовательно соединенный с интегратором, выполненным н виде усилителя с емкостью н цепи обратной связи, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью снижения мощ ности, потребляемой трансформатором постоянного тока и расширения частотного диапазона измерения, оно снабжено вторым фильтром низких частот и компаратором, причем выход трансформаторапостоянного тока через фильтр низких частот подключен к од785770 Составитель С . КоротковРедактор Е.Гончар Техред С.Мигунова Корректор.В,Синицк Поого комитета СССний и открытийРаушская наб., д сно 4/ ППППатент , г.ужгород, ул. Проектная,или ному из входов компаратора, выходусилителя подключен через второйфильтр низких частот к другому входукомпаратора, а выход компаратора подключен к неинвертируюшему входу усилителя,. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе . каз 8834/48 Тираж 1019 ВНИИПИ Государствен по делам изобрет 113035, Москва, Ж, 1. Белицкая М,С., Лиманов Е,А,Трансформаторы постоянного тока инапряжения. М,- Л Энергия,1964, с,136, рис,4-92, Розин Г.И., Шелкин А.П. Бескон 5тактное измерение электрических токов, 14,;Атомиздат , 1974, с.4951, рис. 2,8 г,