Измерительный преобразователь тока

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1366952 51)4 С 01 К 19 00 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1(54) ИЗЮРИТЕЛЬНЫИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ТОКА(57) Изобретение может быть использовано для бесконтактного измеренияпостоянного и переменного тока вцепях, Цель изобретения - повышениеточности преобразования. Устройствосодержит магнитный модулятор 1 с сердечником 2 с обмотками 3-6 - входной(компенсационной), возбуждения и выходной, пороговый элемент 7 и интегратор 8. В преобразователь введеныблок 9 выборки-хранения, усилитель10 пастоянного тока, Фильтр 11 нижних частот, генератор 14 возбужденияблок 15 Формирования управляющегосигнала и образованы новые функциональные связи. Это повышает точность 88.8)Абрамзона для изЭнерг Г,В.еренийя, 1980 гепк.1 егцггепг шдпрцг.сегоша 8 пр. 34-3 опйепрео влия во ига ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ(56) Андреев Ю,А.,Преобразователи токбез разрыва цепи, Лс. 98,ЯсЬегпцз С.Р., Тга 1 шегЬой аког ЭСщепг тпгЬ Й 1 оаС 1 пгепсе Ргесы 1 оп е 1щеазцгешепгз, 1972 зования за счет уменьшенияухода частоты генератора 14ения. 2 ил.1 13Изобретение относится к измери 1тельной технике и может быть использовано для бесконтактного измеренияпостоянного и переменного токов в цепях радио- и электроустановок.Целью изобретения является повышение точности преобразования путемуменьшения влияния ухода частоты генератора возбуждения,На фиг, 1 приведена функциональная схема предлагаемого устройства;на фиг, 2 - временные диаграммы выходных напряжений блоков устройства.Устройство содержит магнитный модулятор 1, включающий ферромагнитныйсердечник 2 с входной 3, компенсационной 4, возбуждения 5 и выходной6 обмотками, пороговый элемент 7,интегратор 8, блок 9 выборки-хранения,усилитель 10 постоянного тока, фильтр11 нижних частот, первый 12 и второй13 ограничительные резисторы, генера-тор 14 возбуждения, блок 15 формирования управляющего сигнала, содержащий, например, блок 16 вьщеленияфронта, пороговый элемент 17.Входная обмотка 3 магнитного модулятора соединена с входом преобразователя тока. Выходная обмотка 6 магнитного модулятора подключена к входу порогового элемента 7, его выходподключен к входу интегратора 8, Выход интегратора 8 соединен с входомблока 9 выборки-хранения, к выходукотОрого подключен вход усилителя10 постоянного тока. Выход усилителя10 соединен с входом фильтра 11 нижних частот, к выходу которого черезограничительный резистор 12 подключена компенсационная обмотка 4, Первый выход генератора 14 через первыйограничительный резистор 13 соединен с обмоткой 5 возбуждения, к второму выходу генератора 14 подключенвход порогового элемента 17, с выходом которого соединен вход блока16 выделения переднего фронта импульса, Вход стробирования блока 9 выборки-хранения соединен с выходомблока 16 вьщеления фронта импульса.Устройство работает следующим образомПри отсутствии входного сигнала,т.е. тока во входной обмотке 3 (диаграмма а на фиг. 2) магнитного модулятора 1, скважность импульсов,снимаемых с выходной обмотки 6, равна двум (диаграмма б на фиг, 2)66952 2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Скважность выходного напряжения порогового элемента 7 также равна .двум(диаграмма в на фиг. 2). Выходноенапряжение интегратора 8 имеет треугольную форму и не содержит постоянной составляющей, Выходное напряжение на втором выходе генераторасдвинуто на 90 относительно напряожения возбуждения, которое снимаетсяс первого выхода генератора 14 возбуждения (диаграмма д на фиг. 2),С выхода второго порогового элемента 7 снимается последовательностьпрямоугольных импульсов (диаграммае на фиг, 2), скважность которых определяется порогами срабатывания иотпускания порогового элемента 7,Блок 16 вьщеляет передний фронт выходных импульсов блока 15 (диаграмма ж на фиг. 2), который поступаетна вход стробирования блока 9 вы-борки-хранения, Так как входной сигнал преобразователя и постояннаясоставляющая в выходном напряженииинтегратора 8 отсутствуют то на выходе блока 9 выборки-хранения в момент стробирования появляются импульсы помехи, сдвига выходного напряжения нет,При появлении входного сигналав цепи входной обмотки 3 магнитногомодулятора 1 протекает ток и нарушается симметрия выходных разнополярных импульсов .выходной обмотки 6(диаграмма б - штриховая линия на1фиг. 2). При этом изменяется скважность импульсов на выходе пороговогоэлемента 7 (диаграмма в на фиг, 2),Изменение скважности выходного напряжения порогового элемента 7приводит к появлению постоянной составляющей в выходном напряжении интегратора 8, На диаграмме 2 (фиг.2).показано изменение выходного напряжения интегратора 8 в случае разомкнутой цепи обратной связи (разорвана цепь обмотки 4 компенсации), Благодаря наличию усилителя постоянноготока уровень постоянной составляющейв выходном напряжении интеграторанезначителен и определяется величиной коэффициента усиления усилителя10 постоянного тока. Благодаря .тому,что стробирование блока 9 выборкихранения производится в моменты перехода через "нуль" треугольногонапряжения (диаграмма ж на фиг. 2),то выходное напряжение блока 9 выбор3 13 б 695 ки-хранения (диаграмма з на фиг. 2) пропорционально огибающей треугольного напряжения. После фильтрации с выхода фильтра 11 нижних частот это напряжение поступает в цепь обмотки 4 компенсации магнитного модулятора 1, Так как- все устройство охвачено глубокой отрицательной обратной связью, то результирующий магнит О ный поток в сердечнике магнитного модулятора 1 определяется в установившемся режиме суммой потока возбуждения и разностным потоком за счет протекания измеряемого тока во входной обмотке и тока компенсации. Величина разностного потока определяется глубиной обратной связи и (в основном) коэффициентом. усиления усилителя 10 постоянного тока. При коэффициенте усиления К 1 величина разностного магнитного йотока составляет доли процента от потока возбуждения.Величина разностного магнитного потока определяет величину изменения скважности выходного напряжения магнитного модулятора 1 и является ошибкой статизма для контура регулирования, в который входят магнитный модулятор 1 как элемент сравнения, блоки 7, 8, 9, 10 и 11 как звенья цепи прямой передачи, резистор 12 как звено цепи отрицательной обратной связи, Изменение частоты возбуждения мало изменяет коэффициент преобразования предлагаемого устройства, который при большой величине коэффициента усиления К определяется стабильностью параметров резистора 12 и дрейфом коэф 40 2 4фициента преобразования магнитного модулятора 1.Формула изобретенияИзмерительный преобразователь то-ка, содержащий генератор возбуждения, пороговый элемент и магнитный модулятор, имеющий ферромагнитный сердечник, измерительную обмотку и обмотку возбуждения, подключенную через ограничительный резистор к выходу генератора возбуждения, и выходную обмотку, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности преобразования, генератор возбуждения выполнен двухфазным, с фазовым сдвигом между выходными напряжениями, равным девяносто градусов, и дополнительно введены компенсационная обмотка, нанесенная. на сердечник магнитного модулятора, блок формирования управляющего сигнала, второй ограничительный резистор, последовательно соединенные интегратор, блок выборки-хранения, уси" литель постоянного тока, фильтр нижних частот, выходная обмотка модулятора соединена с входом порогового элемента, а к его выходу подключен вход интегратора, второй выход генератора соединен с входом блока формирования управляющего сигнала, выход которого подсоединен к входу уп-равления блока выборки-хранения,выход фильтра нижних частот подключен к выходу устройства, а через второй ограничительный резистор к первому выводу компенсационной обмотки, второй вывод которой соединен с общей шиной преобразователя.1366952 Составитель А,ЦыплякоРедактор А.Маковская Техред Л.Олейник рректорИ Муска Заказ 68 писно 4/ аушская Производственно-полиграфическое предприятие,5/45 . Тираж ВНИИПИ Государст по делам изобр 13035, Москва, Ж 72 П ного комитета СССР ний и открытий город, ул, Проектная, 4