Преобразователь напряжение-ток

(19) ИИ 1 й.19 Э(5 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ УДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ РСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) (57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЕТОК., содержащий операционный усилитель, инвертирующий вход которогочерез цепь его отрицательной обратной связи соединен с датчиком тока,неинвертирующий вход операционногоусилителя подключен к входному Фор-,мирователю, выход операционного усилителя связан с управляющим входомрегулирующего элемента, первый выход которого соединен через датчиктока с общей шиной преобразователя,его второй выход через цепь второгодатчика тока подключен к источнику питания, а общие выводы входного Формирователя и источника объединены с общей шиной преобразователя, второй операционный усилитель, неинвертирующий вход которого подключен к второму датчику тока, а инвертирующий вход этого усилителя через цепь его отрицательной обратной связи соединен спервым выходом второго регулирующего элемента и третьим датчиком тока, подключенного к источнику питания, второй выход второго регулирующего элемента связан с нагрузкой, управляющий вход второго регулирУющего элемента подключен к выходу второго операционного усилителя, отличающий с я е тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей, введен источник.трехточечного питания, подкл ченный к второму операционному усы-лителю, причем средний вывод источника трехточечного питания подключен Я к источнику литания второго и третьего датчиков тока.Цель изобретения - расширение Функциональных воэможностей,Поставленная цель достигается твм, что в преобразователь напряжение - ток, содержащий операционный усилитель, инвертируквий вход кото" рого через цепь его отрицательной обратной связи соединен с датчиком тока, нвинвертирующий вход опера.ционного усилителя подключен к входному Формирователю, выход операционйог 8 усилителя связан с управляющим входом регулирующего элвмента, первый выход которого соединен через датчик тока с общей шиной преобразователя, вго второй выход через цепь второго датчика тока подключен к источнику питания, а общие выводы входного формирователя и источника ;объединены собщей шиной преобразователя, второй операционный усили 45 50 55 60 Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в измерительных устройствах, системах контроля и регулирования, автоматике и телемеханике в качестве преобразователя напряжение - ток с заземленной нагрузкой и высоким входным сопротивлением.Известны преобразователи напряжение - ток, содержащие операционйый уоилитель, инвертирующий вход которого через цепь его отрицательной обратной связи соединен с датчиком тока, неинвертирующий вход операционного усилителя подключен к входному Формирователю, выход операционного 15 ,усилителя связан с управляющим входом регулируедего элемента, первый выход которого соединен через датчик тока с общей шиной преобразователя, вго второй выход через цепь второго 20 датчика тока подключен к источнику питания, а общие выводы входного ФорМирователя и источника объединены с общей шиной преобразователя, второй операционный усилитель, неинвер тирукияий вход которого подключен к второму датчику тока, а инвертирующий вход этого усилителя через цепь его отрицательной обратной связи соединен с первым выходом второго регу лирующего элемента и третьим датчиком тока, подключенного к источнику питания, второй выход второго регулирующего элемента связан с нагрузкой, управляющий вход второго регулирующегв элемента подключен к выходу второго операционного усилителя 1),Недостатком этих преобразователей являются низкие Функциональные возможности, связанные с конечным динамическим диапазоном возможного (рабочего) изменения сопротивления нагрузки, ограниченного напряжением питания второго операционного усилителя. тель, неинвертирувций вход которого подключен к второму датчику тока, а инвертирующий вход этого усилителя через цепь его отрицательной ббратной связи соединен с первым выходом второго регулирующего элемента и третьим датчиком тока, подключенного к источнику питания, второй выход второго регулирующего элемента связан с нагрузкой, управляющий вход второго регулирующего элемента подключен к выходу второго операционного усилителя, введен источник трехтОчечного питания, подключенный к второму операционному усилителю, причем средний вывод источника трехточечного питания подключен к источнику питания второго и третьего датчиков тока.На чертеже изображена структурЙвя схема преобразователя напряженкеток. Преобразователь напряжение - ток содержит операционный усилитель 1, инвертирующий вход которого через цепь 2 отрицательной обратной связи соединен с датчиком 3 тока, неинвертирующий вход операционного усилителя 1 подключен к входному Формирователю 4, выход операционного усилителя 1 связан с управляющим входом регулирующего элемента 5, первый выход которого через датиик 3 тока соеди-. нен с общей шиной преобразователя, причем второй выход регулирующего элемента 5 через цепь второго датчика 6 тока подключен к источнику 7 питания, а общие выводы входного Формирователя 4 и источника 7 питания объединены с общей шиной преобразователя, второй регулирующий элемент 8, один выход которого подключен к выходу преобразователя 9, а другой выход регулирующего элемента 8 соединен с третьим датчиком 10 тока, второй операционный усилитель 11, выход которого подключен к управляющему входу второго регулирующего элемента 8, и источник 12 трехточечного питания, инвертирующий вход усилителя 11 через цепь 13. отрицательной обратной связи соединен с выходом второго регулирующего элемента 8 и третьим датчиком 10 тока, связанного со средним выводом источника 12 трехточечного питания второго операционного усилителя 11, этот средний вывод источника 12 трехточечного питания подключен к первому источнику 7 питания и цепи второго датчика 6 тока, который соединен с неинвертирующим входом второго операционного усилителя 11.Преобразователь работает следующим образом.Входной формирователь 4 вырабатывает однополярное, изменяющееся вовремени напряжение, поступающее иа вход операционного усилителя 1. Этот усилитель управляет режимом работы регулирующего элемента 5, изменения режима которого приводят к одинаковым изменениям тока в цепях датчиков 3 и 6 тока и источника 7 питания. Стопроцентная отрицательная обратная связь между операционным усилителем 1 и датчиком 3 тока через цепь 2 отрицательной обратйой связи операционного усилителя 1 приводит к возникновению следящей системы, непрерывно подбирающей ток через цепи датчиков 3 и б тока так, чтобы падение иапрякения на датчике 3 тока было равно напряжению, вырабатываемому входным Формирователем 4. В результате падение напряжения на датчике 6 тока повторяет изменения напряжения, выраатываеьые входным Формирователем 4.игнал с датчика б тока поступает на .вход операционного усилителя 11, Этот усилитель управляет режимом работы регулирующего элемента 8, измейения режима которого приводят к одинаковым изменениям тока на выходе преобразователя 9 и в цепях ис- точника 12 трехточечного питания и датчика 10 тока. Стопроцентная отрицательная обратная связь между операционным усилителем 11 и датчиком 10 тока через цепь 13 отрицательной обратной связи операционного усилителя 11 приводит к возникновению второй следящей системы, непрерывноподбирающей ток через цепи датчика10 тока и выхода преобразователя так,чтобы падение напряжения на датчике10 тока было равно напряжению надатчике б тока.В результате ток на выходе преобразователя 9 будет равен10Оай Йс1 е"ъ "югде О - напряжение, вырабатываеьюввходным Формирователем 4,15ъй - сопротивление датчика 3 тока,к - сопротивление датчика б тока,к - сопротивление датчика 10тока.Таким образом, структура предлагаемого преобразователя иапряжвнив ток. и разделение в нем цепей питанияполностью устраняет ограничение напряжения питания второго операционного усилителя, в результате чего динамический диапазон изменения .сопротивления нагрузки увеличиваетая, что расширяет фуикциональиыв возмож ности устройства.