Преобразователь плотности электрического тока в электролите

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИК 51) 4 С О Б. 19/ ИЗ БРЕТ ДЕТЕЛЬ МУ АВТ(22) 28.11,8646) 30 08 88ч уговоилитов Фова ма СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ( Бюл. 9 32 (71) Уфимскии авиационный институт им. Серго Орджоникидзе(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЪ ПЛОТНОСТИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА В ЭЛЕКТРОЛИТЕ (57) Изобретение может быть использоно в измерительной технике и автотике и позволяет повысить точность преобразования и упростить устройство. Преобразователь содержит источник 1 сигнала возбуждения, компаратор 2, измеритель 3 тока, преобразователь 4 напряжение - ток, фильтр 5низких частот, преобразователь 6ток - напряжение. В схему преобразователя введены конденсаторы 7, .2 и13, диоды 8 и 9, резисторы 10, 11.Это позволило исключить из схемы азочувствительный выпрямитель и узлы.необходимые для управления им, что,в свою очередь, позволило исгользовать весь спектр выходного сигналадатчика, облегчить настройку преобразователя и уменьшить зависимость результатов от параметров магнитногокомпаратора и режима его работы.2 ил.Изобретение может быть использовано в измерительной технике и автоматике для контроля и управления плотностью тока в гальванической ванне.Цель изобретения - повышение точности преобразования и упрощения устройства путем уменьшения влияния электропроводной среды, окружающей магнитный компаратор, на аддитивную погрешность, а также вследствие упрощения управления путем исключения фазочувствительного выпрямителя,На фиг. 1 представлена схема преобразователя плотности тока; нафиг, 2 - диаграмма токов и напряжений.Преобразователь содержит источник 1 сигнала возбуждения, выход которого 20 подключен к первому входу дифференциального магнитного компаратора 2, второй вход которого через измеритель 3 тока подключен к выходу преобразователя 4 напряжение - ток, вход кото рого соединен с выходом Фильтра 5 нижних частот, выходы дифференциального магнитного компаратора подключены к соответствующим входам преобразователя 6 ток - напряжение, выход которого через первый дополнительный конденсатор 7 подключен соответственно к катоду первого дополнительного диода Я, аноду второго дополнительного диода 9 и первому выводу дополнительного постоянного резистора 10, второи вывод которого подключен к общей шине, анод первого дополнительного диода В соединен с первым выводом дополнительного переменного резистора 11 и через второй дополнительный кон 40 денсатор 12 с общей шинойкатод второго дополнительного диода 9 соединен с вторым выводом Дополнительного пе-, ременного резистора 11 и через третий дополнительный конденсатор 13 с общейшиной, третий подвижный) вывод дополнительного переменного резистора 11 подключен к входу Фильтра 5 низкой частоты, причем дифференциальный магнитный компаратор выполнен на двух . 50 тороидальных магнитопроводах, на каждом из которых намотаны обмотки 14 и 15 возбуждения, включенные параллельно, первые выводы которых объединены и подключены к первому входу 55 магнитного компаратора 2, а вторые их, выводы подключены соответственно к выходам магнитного компаратора. Кроме того, на этих же магнитопроводах встречно по отношению к обмоткамвозбуждения намотаны обмотки 16 и 17обратной связи, включенные последовательно и встречно, первый выводпервой 16 обмотки обратной связи подключен к второму входу магнитногокомпаратора 2, второй вывод второй17 обмотки обратной связи соединен собщей шиной.Устройство работает следующим образом,При отсутствии электрического тока, протекающего через внутреннее окно магнитного компаратора 2, помещенного в электролит, токи обмоток 14 и15 возбуждения равны. Поэтому на выходе преобразователя 6 ток - напряжение имеется нулевое напряжение, токизмерителя 3 тока равен нулю (приидентичности половин магнитного компаратора).При появлении измеряемого тока,протекающего через внутреннее окнотороидального компаратора, которыйсоздает магнитный поток подмагничивания, в одном магнитопроводе в одинполупериод магнитные потоки возбуждения и подмагничивания суммируются, Вдругом магнитопроводе они вычитаются.В следующий полупериод воздействиятока возбуждения магнитопроводы, вкоторых происходит суммирование и вычитание магнитных потоков, меняютсяместами.Из-за нелинейности кривой намагничивания ферромагнитных магнитопроводов в составе тока обмоток 14 и 15возбуждения появляются постоянные ссоставляющие, имеющие разный знак,а сами токи имеют вид, показанныйна фиг. 2 а,5. При вычитании этих токов в преобразователе 6 ток - напряжение на его выходе появится напряжение, пропорциональное разности токов возбуждения Ъ и 1 Ъ ь: п Ъ, Ъ )егде Ка - коэффициент преобразования,преобразователя 6 ток - напряжение.Это напряжение показано на Фиг.2 В его составе есть постоянная составляющая Ки несинусоидальное переменное напряжение, Амплитуды этого напряжения равны Бь и Бь . Разностьп)пфБ и Бь, определяется значением0539 4 тодом первого диода, с анодом втоРого диода и через постоянный резистор с общей шиной, анод первого диодасоединен с первым выводом переменного резистора и через второй конденсатор с общей шиной, катод второго менного резистора и через третий.конденсатор с общей шиной, подвижныйвывод переменного резистора подклю 50чен к входу фильтра нижних частот. з 142 входного сигнала. Так, при его отсутствии, если магнитбпроводы магнитного компаратора 2 не идентичны, и на выходе преобразователя 6 ток - напряжение имеется не нулевой сигнал, постоянная составляющая равна нулю, а Уь = Бь ПРи поЯвлении пРеобРазУеЬп, Ьп фмого сигнала появляется постоянная составляющая и Б становится не рав 1ным Б . Причем знак этой разностибтраменяется с изменением направления из" меряемого тока Первый дополнительный конденсатор7 заряжается до величины (У К) + Удрейфа преобразователя ток - напряжение. Постоянная времени выбираетсядостаточно малой, чтобы исключитьвлияние изменения напряжения на выходе преобразователя ток - напряжение,вследствие временного и температурного дрейфа.Конденсаторы 12 и 13 через диоды 8и 9 заряжаются до величин БьПбвкаждый своей полярностью.Постоянная составляющая, пропорциональная входной величине, выделяетсякак разность напряжений Уь, и 06,на переменном резисторе 11, с подвижного контакта которого сигнал поступает на фильтр 5 низких частот, вкотором сглаживаются пульсации, Использование резистора 11 в виде потенциометра необходимо для подстройки схемы. С фильтра 5 низких частотнапряжение подается на преобразователь 4 напряжение - ток, выходнойток которого компенсирует входнойсигнал. При этом разность напряжежений Пь и ПЬ уменьшается до ничЬм,тожно малой величины. Ток компенсации, пропорциональный измеряемомусигналу, измеряется измерителем 3жоха.формула и з обретенияПреобразователь плотности электрического тока в электролите, со 5 10 15 20 25 30 35 держащий источник сигнала возбуждения, выход которого подключен к первому входу дифференциального магнитного компаратора, второй вход которого через измеритель тока подключен,к выходу преОбраэавателя напряжениеток, вход которого подключен к выходу фильтра нижних частот, выходыдифференциального магнитного компаратора подключены к входам преобразователя ток - напряжение, причемдифференциальный магнитный компараторвыполнен в виде двух тороидальныхферромагнитных магнитопроводов, накаждом иэ которых намотаны по обмотке возбуждения, соединенные параллельно, первые объединенные выводыкоторых подключены к первому входудифференциального магнитного компаратора, к выходам которого подключенывторые выводы обмоток возбуждения, ипо обмотке обратной связи, которыевключены между собой последовательно и встречно, причем первый выводпервой обмотки обратной связи подключен к второму входу дифференциального магнитного компаратора, а второй вывод второй обмотки обратнойсвязи подключен к общей шине, о т -л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения точности преобразования и упрощения устройства, в неговведены дополнительно три конденсатора, два диода, постоянный и переменный резисторы, причем первый вывод первого конденсатора подключен квыходу преобразователя ток - напряжение, а второи вывод соединен с кадиода соединен с вторым выводом пере1420539 2 Составитель А. КомиссароваРедактор Л. Пчолинская Техред Л.Олийнык Коррек Шароши 77 а П одственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, у оектная 326/51 Тир ВПИИПИ Госуд по делам 13035, Москва, рственного ком зобретений и о Ж, Раушская Подписноетета СССРкрытийнаб., д, 4/5