Датчик постоянного тока

ОП ИСАВ ИЕИЗОБРЕТЕЙИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоцналнстнческнхРвспублнк и 1998968(61) Дополнительное к авт. сеид-ву(22) Заявлено 292080 . (21) 2996436/18-21 Д 11 М. Кя,з с присоединением заявки Йо(23) ПриоритетГосударственный комитет СССР но делам изобретений и открытий(088.8) Опубликовано 230233. Бюллетень Йо 7 Дата опубликования описания 23. 02. 83(72) Авторыизобретения Х,П.Козин и В.Е.Никифоров Куйбышевский ордена Трудового Красного Знамен псиитехнитесхий институт ин. И.И.Куйбвтвева(71) Заявитель 54) ДАТЧИК ПОСТОЯННОГО ТОКА 2 Изобретение относится к электроиэмерительной технике и может быть использовано .в качестве измерительного преобразователя тока в автоматизированном электроприводе, системах электропитания, устройствах автоматики и телемеханики. Известен датчик постоянного тока,содержащий магнитопровод, на котором размещены иэмеритейьная обмотка,включенная в цепь контролируемоготока, рабочая обмотка, шунтированная конденсатором, присоединеннаячерез резистор к выходу автогеиератора, и обмотка подмагничивания,расположенная в плоскости, .перпендикулярной плоскости рабочей обмотки,и включенная в цепь источника постоянного тока, и Фазовый .детектор, одинвход которого через согласующийтрансформатор соединен с рабочей обмоткой, другой через фазосдвигающуюцепочку подключен в выходу автогенератора, а выход фазового детекторасвязан с выходом датчика 1.Однако известный датчик имеет недостаточную чувствительность и точность измерений, а также сложен поконструкции,Наиболее близким по техническойсущности к нэобретению является датчик постоянного тока, содержащийдвухтактный транзисторный автогенератор.с трансформаторной обратнойсвязью, выполненный на магнитопроводе, охватывающем проводник с контролируемым током, на котором размеще 0 ны две рабочие обмотки, две обмоткиобратной связи и выходная обмотка,рабочие обмотки раздельно включеныв цепи коллектора транзисторов авто- генератора, обМотки обратной связивключены в цепь базы каждого изтранзисторов, исинтегратор, вход которого присоединен к выходной обмотке, а выход связан с выходом датчика 2,Недостатком известного датчикаявляется низкая надежность, обусловленная сложностью его многоэлементной схемы, а также недостаточнаяточность измерений, связанная с изменением параметров элементов подвлиянием дестабилизирующих факторовокружающей среды, например температуры, и влиянием магнитного поля,создаваемого проводником с контролируемым током, на рабочие обмоткиавтогенератора.На чертеже изображена электрическая схема датчика. датчик содержит автогенератор с 40 двумя колебательными контурами 1 и 2, образованными рабочими обмотками 3 и 4 автогенератора, раздельно размещенными на двух магнитопроводах. и конденсаторами 5 и 6, включенных параллельно рабочим обмоткам 3 и 4. Автогенератор, выполнен на транзисто-. ре 7, включенном по схеме с общей базой, с трансформаторной обратной связью, причем колебательные контуры 1 и 2 включены последовательно в цепь коллектора транзистора 7, а напряжение обратной связи снимается с обмоток 8 и 9 обратной связи, размещенных на тех же магнитопроводах, и через резисторы 10 и 11 и разделительный конденсатор 12 прикладывается к переходу база-эмиттер транзистора 7. Эмиттер транзистора 7 через резистор 13 подключен к отрицательному полюсу источника питания 60 автогенератора, а его коллектор через последовательно сс диненные колебательные контуры 1 и 2 связан с положительным полюсом источника питания. 65 50 Целью изобретения является повышение надежности и точности измерения датчика.Поставленная цель достигается тем, что в датчике постоянного тока, содержащем транзисторный автогенератор с трансформаторной обратной связью, выполненном на первом магнитопроводе, охватывающем проводник с контролирующим током, на котором размещены рабочая обмотка, включенная в цепь коллектора транзистора, и обмотка обратной связи, один вывод которой присоединен к базе транзистора, параллельно рабочей обмотке включен конденсатор, другой вывод обмотки обратной связи через резистор и разделительный конденсатор связан с эмиттером транзистора, и дополнительно введен второй магнитопровод, на котором также размещены рабочая об мотка и обмотка обратной связи, выводы которой через последовательно соединенные резистор и упомянутый разделительный конденсатор связаны с базой и эмиттером транзистора, ра бочая обмотка включена последовательно в цепь коллектора транзистора и шунтирована конденсатором, выводы обмоток обратной связи обоих магнитопроводов, соединенные с резисторами, присоединены к выходу датчика, а обмотки первого магнитопровода, охватывающего проводник с контролируемым током, расположены в плоскости, перпендикулярной указанному проводнику. Один иэ магнитопроводов охватывает проводник с контролируемым током, причем обмотки этого магнитопровода расположены в плоскости, перпендикулярной проводнику с током.Выход датчика .образуют выводы обмоток 8 и 9 обратной связи. К выходу датчика подключают детектор, например фазовый, с помощью которого получают сигнал, пропорциональный измеряемому току и удобный для последующей обработки и использования.Датчик работает следующим образом.Элементы колебательных контуров 1 и 2 выбирают такими, чтобы индуктивности обмоток. 3 и 4 и емкости конденсаторов 5 и 6 были соответственно равными, При этом при отсутствии контролируемого тока собственные частоты колебаний обоих контуров оказываются одинаковыми, а снимаемые с обмоток 8 и 9 напряжения совпадают по амплитуде и фазе, в результате чего выходной сигнал на выходе датчика отсутствует, так как эти напряжения взаимно компенсируются. При наличии тока в проводнике изменяется магнитная проницаемость магнитопровода, охватывающего проводник с контролируемым током, а следовательно, и индуктивность рабочей обмотки, например обмотки 3, расположенной на этом магнитопроводе. Изменение индуктивНости рабочей обмотки 3 приводит к соответствующему изменению и частоты собственных колебаний колебательного контура 1, в который включена рабочая обмотка 3При этом частота собственных колебаний колебательного контура 2 остается неизменной, поскольку магнитопровод, на котором расположена обмотка 4, не охватывает проводник с контролируемым током, и его магнитная проницаемость не изменяется. Но так как контуры 1 и 2 взаимодействуют через общий усилительный элемент автогенератора - транзистор 7, то происходит захват частот, что приводит к работе обоих колебательных контуров 1 и 2 на одной частоте, При этом снимаемые с обмоток 8 и 9 магнитопроводов напряжения отличаются как по амплитуде, так и по фазе, в результате чего на выходе датчика возникает сигнал, параметры которого связаны с величиной контролируемого тока, С помощью амплитудного или фазового детектора, подключаемого к выходу датчика, этот сигнал может быть преобразован, например, в постоянное напряжение, зависящее от величины контролируемого тока.При этом датчик обладает повышенной точностью измерений, так как за. счет последовательного включения998968 формула изобретения НИИПИираж 7 аказ 1149/68 Подписноелиал ППП "Патен Ужгород,ул,Прое 1ная, 4 двух колебательных контуров в цепьобщего усилительного элемента -транзистора автогенератора существенно, уменьшено влияние дестабилизирующих факторов, например температуры, вследствие взаимной компенсации их влияния на выходе датчика. Более высокая точность измерений также достигнута за счет.снижения влияния магнитного поля проводника с .контролируемым током прирасположении рабочей обмотки магнитопровода.в.плоскости, перпендикулярнойк этому проводнику. Датчикпозволяет повысить точность измерений в широком диапазоне изменения 15контролируемого тока. 20Датчик постоянного тока, содержащий транзисторныйавтогейератор странсформаторной обратной связью, выполненный на первом магнитопроводе,охватывающем проводйик с контролируемйм током, на котором размещены рабочая обмотка, включенвая в цепьколлектора транзистора, и обмоткаобратной связи, один вывод которойприсоединен к базе транзистора,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения надежности и точности измерений, параллельно рабочейобмотке включен конденсатор, Другойвывод обмотки обратной связи черезрезистор и разделительный конденсатор связан с эмиттером транзистора,и дополнительно введен второй магии"топровод на котором также размещенырабочая обмотка и обмотка обратнойсвязи, выводы которой через последовательно соединенные резистор и .упомянутый разделительный конденсатор связаны с,базой и эмиттером транзистора, рабочая обмотка включенапоследовательно в цепь коллекторатранзистора и шунтирована конденсатором, выводы обмоток обратнойсвязи обоих магнитопроводов, соединенные с резисторами, присоединенык выходу датчика, а обмотки первого магнитопровода, охватывающегопроводник с контролируемым током,расположены в плоскости, перпендикулярной указанному проводнику.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРВ 512533, кл. б 011,19/02, 01.02.74.2. Авторское свидетельство СССРФ 390638, кл. Н 02 М 3/32, 21,04.70