Датчик активного тока

Сеез Советских Социапистнчасних Рвспублик(51) М. Кл.з 6 01 В 19/06 с присоединекием заявки Ио Государственный комитет СССР но девам изобретений н открытий(23) Приоритет Опубликовано 23,11.81, Бюллетень ИЯ 43 Дата опубликования описания 23, 11, 81 Ю) УДф(621. 317,7(7 тель Чувашски рственный унив в ЧИК АКТИВНОГО ТОК 4) осится к измериавтоматике и може в устройствах эаски нес тока, сфорравля 1). управ а дио дает ч и Изобретение отнтельной технике и т быть использованощиты генератора.Известен датчик активного содержащий промежуточные тран маторы тока и напряжения, уп емый выпрямитель и интеграторОднако в связи с тем, что ляемый выпрямитель выполнен н дах и резисторах, датчик обла низкой чувствительностью.Известен также датчик активного тока, содержащий преобразователь тока в напряжение, управляемый выпря митель,выполненный на аналоговых кл чах,промежуточный трансформатор напряжения с двумя отдельными обмоткам и интегрирующий конденсатор (2.Однако преобразователь тока в напряжение в известном датчике выполнен на резисторах и представляет для источника контролируемого тока значительную нагрузку. Поэтому в тех случаях, когда источником тока служит маломощная цепь, например трансреактор, погрешность измерения датчиком активной составляющей тока относительно велика, В то же время для управления аналоговыми ключами необходимы две гальваниче вязанные вторичные обмотки промежуточного трансформатора напряжения, что усложняет устройствоЦель изобретения - повышение точности и упрощение конструкции датчика активного тока.Поставленная цель достигается тем,то в датчике активного тока, содержащем преобразователь тока в напряжение, управляемый выпрямитель, выполненный на аналоговых ключах, первый вход которого подключен к выходу преобразователя тока в напряжение, промежуточный трансформатор напряже-. ния, выход которого подключен ко второму входу управляемого выпрямителя, а вход - к источнику управляющего напряжения, резистор и интегрирующий конденсатор, дополнительно введены два зарядных резистора, два диода и вычитающий блок, причем первые эииттеры обоих аналоговых ключей объединены и подключены к выходу преобразователя тока в напряжение, а вторые эмиттеры - соответственно к первому и второму выводам интегрирующего конденсатора, подключенного . в свою очередь ко входам вычитаю- щего блока и через зарядные резисторык общей клемме устрой ст ва, при э томмежду коллекторами аналоговых ключейвключен резистор, а переходы базаколлектор аналоговых ключей зашунтированы диодами.На чертеже приведена схема датчика активного тока.5Датчик активного тока содержитпреобразователь 1 тока в напряжение,управляемый выпрямитель 2, выполненный н а ан алоговых ключах 3 и 4,диодах 5 и 6 и резисторе 7, промежуточный трансформатор 8 напряжения,интегрирующий конденсатор 9, зарядные резисторы 10 и 11, вычитающийблок 12 и источник 13 управляющегонапряжения. Ко входу преобразователя 351 тока в напряжение подводится контролируемый кок 1, а к первичной обмотке промежуточного трансформатора8 напряжения - управляющее напряжение И, 20Если хотя бы одна из подведенныхк датчику величин равна нулю, тонапряжение на конденсаторе 9 такжеравно нулю. При этом потенциалыего зажимов а и в равны между 25собой и напряжение на выходе вычитающего блока 12 равно нулю.Рассмотрим работу датчика придействии обеих подведенных величинна его входах, В этом случае напряже.ние вторичной обмотки промежуточноготрансформатора 8 для управляемоговыпрямителя 2 является управляющим(опорным), а напряжение на выходепреобразователя 1 тока в напряжениеуправляемым. Положительная полуволна управляющего напряжения отпираетаналоговый ключ 3, а отрицательнаяаналоговый ключ 4. Зарядный ток конденсатора 9 в первом случае протекает через зарядный резистор 11, а 4 Ово втором случае - через зарядныйрезистор 10. Среднее значение напряжения на конденсаторе 9 пропорционально активной составляющей управляемой величины, в данном случаеконтролируемого тока 1О В 1- с 05 Вгде У - напряжение на конденсаторе 91- действующее значение контролируемого токаО - разность фаз между напряжением Б и током 1;коэффициент пропорциональности.Вычитающий блок 12 делает болееудобным использование выходного сигнала датчика, поскольку его выходноенапряжение снимается относительно общей точки схемы. Напряжение на выходе вычитающего блока 12 равно"ь,=Ч,-Ч)=З 0 озагде к = 1 к - коэффициент преобразования вычитающегоблока 12.Таким образом; предложенное выполнение датчика позволяет повысить точность измерения активного тока путем уменьшения влияния входного сопротивления преобразователя тока в напряжение на источник контролируемого тока и упростить конструк яю датчика, так как управление работой аналоговых ключей осуществляется с помощью только обмотки промежуточного трансформатора напряжения. Формула изобретенияДатчик активного тока, содержащий преобразователь тока в напряжение, управляемый выпрямитель, выполненный на аналоговых ключах, первыйвход которого подключен к выходупреобразователя тока в напряжение,промежуточный трансформатор напряжения, выход которого подключен ковторому входу управляемого выпрямителя, а вход - к источнику управляющего напряжения, резистор и интегрирующий конденсатор, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения точности и упрощения конструкции, дополнительно введены два зарядных резистора, два диода и вычитающий блок, причем первые эмиттерыобоих аналоговых ключей объединеныи подключены к выходу преобразователя тока в напряжение, а вторыеэмиттеры - соответственно к первомуи второму выводам интегрирующегоконденсатора, подключенного в своюочередь ко входам вычитающего блокаи через зарядные резисторы к общейклемме устройства, при этом междуколлекторами аналоговых ключей включен резистор, а переходы база-коллектор аналоговых ключей зашунтированы диодами,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9 213192, кл, 21 д 4/05, Н 01 Н,47/32,1965.2. Ковалевская В.В. и Машенков В,М,Энергетические измерительные преобразователи электрических величин.Л. Энергия, 1969, с. 268883761 Кос Составитель В. тин Волкова Техред И. Асталош КоррекРедакт Кос к Филиал ППППатент , г. Ужгород, ул. Проектная, 4 0217/67 ВНИИ по 1130 35, Ти Го ел ам скваж 735 Подпи сноедарственного комитета СССРзобретений и открытийЖ, Раушская наб., д. 4/5