Счетчик ампер-часов

(19) (1) 1 К 11/Р 4 РЕТЕНИ ПЬЮ ГВУ 4389607/2409.03,8830,09.89,Харьковскиим. Н.Е.ЖукБ.И.Дороше(57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть исползовано для контроля количества электричества, получаемого илк отдаваемого от источника питания с обеспечением гальванической развязки. 11 ельизобретения - упрощение устройстваи повышение точности измерения, Счетчик ампер-часов содержит. трансформатор постоянного тока, на каждом кз двух сердечников которого размещеныпервичные обмотки, включенные последовательно, и вторичные обмотки, четь)ре диода, генератор переменногонапряжения, счетчик импульсов и операционный усилитель на каждом сердечнике, Кроме того, размещены обмоткиобратнок связи. Трансформатор тока,операционный усилитель и диоды работают, как два однополуперкодных релакцконных генератора, Длительность одного полуперкода его колебанкк оказывается пропорциональной сумме магнитного потока насыщения сердечника,а длительность другого - их разнос -ти, Разность длительностей полупериодов будет пропорциональна магнитномупотоку, наводимому током первичнойобмотки, т,е. измеряемому току. Счетчик фиксирует .число импульсов, поступившее с генератора переменного напряжения, за М периодов, которое пропорционально количеству ампер-часов,прошедших в измеряемой цепи за это1511 б 93Изобретение ОтнОсится к измерк тельной технике и мажет быть яспользавано для контроля количества электричества, получаемого яля Отдаваемого от источника питания с обеспечением гальванической развязки от цепипотребления тока.,Цель изобретения - упрощение счетчика я повьппение точности измерения, 15Ча ФИГ, 1 представлена принципиальная злектрическая схема счетчикааипер"часов; на Фкг, 2временныедиаграммь работь счетчика.Счетчик аьптер часов содержит транс,уарматор 1 постоянного така с дггумясердечниками, операцяонньпл усиля"тель 2, счетчи 1( 3 ямпульсовр Генератор А переменного напряжения первгьл,второй, третий я четвертый диоды 5 2 О6, 7 и 8, .первую и вторую вторичныеобмотки 9, 1 О, первую и вторую Обмотки 11, 12 обратной связи, Конец первой Обмат 1(и 11 Обратйнен с общей шиной, а начало ее - спрямым входом Операционного усилителя 2., Конец второй обмотки 12 обратной связи соединен с общей пипой аее начало - с инверсным входам Опера-.ционного усилителя 2, выход операци 30онного усилителя 2 соединен с в .одомуправлекИяеверсам счетчика :, ям пульсов с анодом третьего диода 7 к катОдам четвертОГО диода 8, катод третьего циода 7 соединен с началом первой вторичной обмоткь. 9 к катодом первого диода 5, а анод зтаго диодаконец первой вторичной обмат 1 л 9 соединены с Обшей шиной., акад четвертого диода 8 соединен с началом второй вторичной обмотки 10 к анодом второго диода б, конец второй вторич НОЙ бмои 10 и катод второго дгкОда б соединены с Общей еннОЯ, ВыхОд Ге - нератора 4 переменного напряжения соединен со сче сным входам счетчика 3 Импульсов а выходы ега старших рзрядав - с выходом устройства:Счетчик работает слецующям Образам. Трансформатор 1 пасгаяннаго тока, операционный усилитель 2, и,циацы 5-8 работают, как дьа однаполуперкадньх релаксационных генератора Прк включении питания кз-.за некденткч-. ности каналов усилителя 2 появляется напряжение какай-ляба полярности, например положительное, Положительное выходное напряжение черездиод 7 прикладывается к первой вторячнай обмотке 9 трансформатора 1 постоянного тока, в первой обмотке 11обратной связи наводятся напряжение,которое полностью Открывает усилитель2, и на его выходе будет максимальное положительное нагряжение, Кактолько ма;нитный поток в сердечникедостигнет насьпцений г, (Фкг, 2 а),ЗДС, наводимая в первой обмотке 11обратной связи, резко уменьшается,чта приводит к резкому уменьшениювыходного напряжения, так как выходное напряжение уменьшается (Фиг, 2 б)ЗДС в первой обмотке 11 Обратной связк изменяет знак, ,в результате чегоизменится полярность выходного напряжения (фиг. 2 б),. Отрицательноенапряжение на выходе операционногоусилителя через четвертый диод 8прикладывается к второй обмотке 12Обратной связи, В обмотке 12 обратной связи наводится ЗДС, котораяполнос гью открывает второй операционный усилитель, я на вьходе его поддерживается постоянное напряжение,Отрицательное напряжение яз-за третьеГО диода 7 не будет прикладываться кпервой вторичной обмотке 9, Ток, проходящий через первую вторичную обмотку 9 замыкается через первый диод 5и быстро становятся равным нулю,гак только (лаГнктный пОтОк БО второмсердечнике трансформатора постоянного тока достигает (1"н (фяг, 2 в), напряжение на выходе аперацяс 1.-наго усилителя 2 изменится к станет ."гложительным фиг, 2 в), Процесс повторяется, на выходе операцканнога усилите,",я 2 Формируется прямоугольное переменное напряжение,110 первичным обмоткам трансформатора постояннога тока, включенным последовательно, протекает кзмеряемьпл постоянный ток, который наводит в сердечниках магнитный поток(Р, который в одном сердечнике складывается с магнитным патокам, наводямьщ током вторичной аомотки и во втором сердечнике вычитается (Фиг. 2). Таким образам, длительность одного полуперяода выходного напряжения Т, уменьшается а длительность другого полуперкоца Т, ттвелич:лвается 21 Ун -г)5где Ы - число витков во вторичных обмотках; 5Б - величина выходного напряжения;фн - магнитный поток ыасьпцения се; -дечников;Ф - измеряемый магнитный поток,МО.тсюда Т.-Т,= Ф, т,.е. разность то ч 10 еГО вхоц Г.,.Оьванически развяЗаиТ а.Яигн. "1 с ьз ".Г Ьа6) О р 1 ллЯ . б 1 е " .е 1.1 н Я Счетчик ампер-часов,. содержащийтпансфо 1 г.атоь ос 1 оян 1 ьог "Окадв мя сердечнн 11 ами, на калдом сео- дЕЧНИКЕ КОтОрОГО рЗь ЕШЕ: ПЕрВИЧ- ные Обмотки, вкл.Я 1 енные последовательно, и вторичные обмотки, сечик импульсов,. о т:-, ч а ю а и й с ядлительности полупериодов будет прямо пропорциональна магнитному потоку 15 Ф, наводимому током первичной Обмотки, а следовательно, измеряемому токуюШиротно-модулированный сигнал, сннмаемыьл с выхода Операционного усилителя 2, подается на вход управления реверсом счетчика 3 импульсов, а на счетный вход подаются импульсы От ге нератора 4 переменного напряжения (фиг. 2,Г). Таким образом, в течение одного полупериода Т счетчик 3 буйдет суммировать импульсы, а в течение другого полупериода Т, - вычитать. Поэтому число импульсов, просуммированных за период Т, +Т, будет пропор" ционально измеояемому току. Код, сии . маемый со старших разрядов счетчика 3 за число периодов И, будет гропорционален количеству ампер-часов, прошедших через и;рвичную обмотку трансформатора постоянного токац; женля .соединен со счетным входом Счетчик ампер-часов обладает простотой конструкции и высокой точностью измерения ампер-часов при малых токах, Дополнительным преимуществом счетчика ампер-часов является тем, что с целью ",прощения ь 1 повыШЕНИЯ ТОЧНОСТИ ИЗМЕРЕНИЯ. В НЕГО БВЕцены четыре диода, генератор переменного на 1 ря-ения и операционныйусилите 11 Ь, причем на каждом сердеч ника размещены Обмотки Обратнои сзЯзи, конец первой Об;:отки Обратнойсвяз 11 соединен с Об:;е 11 шиной, а на-.чало - с прямым .Ходо сперацнз 11 ногоусилителя, конец второй Обмотки Обратной связи сое"инеи с обшей шиной,а начало - с 11.:версным входом Операционного ус;ьчителя, выход Операционного усилителя соединен с вхоцом управления реверсом счетчика импуль"сов, с анодом первого и к:тадом втоРОГО ДиОДОГ, кгтОД пеРВОГО Дноца сосдинан с началом г.е;,вой вторичной об анод третьего гпнода и коне.:, первой вторичнОй Об 10 тк:1 соедиг,ены с общей шиной, ано- в"ОООГО диода соединен с началом второ 1. в",:,рьь-,ногь Обмотки и анодом четве"ого .-пода, конвц вто" рой вторичной Обмо.кн и атод четвер- ТОГО диода со е я Рь 1 е 7-ы с Оощей шиной выход Генератоось пепеме 11 ногс нап".я" счетчика импу:.ьссв, а выходы его старших разрядов - с выходом ус;ройства.5693 Составитель С,Хромоведактор М.Келемеш Техрен М.Дидык Корректо екмар 5899 49 аж 7 Подписное Бак НИИПИ ГКНТ ССС сударственног 113035твенно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина 1 О ЬОных8 омитета по изобретениям и открытиямосква, Ж, Раушская наб д. 4/5