Масштабный преобразователь

)5 У 1028732 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБР А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Куйбышевский политехнический институт им. В,В, Куйбышева (72) А,М. Косолапов(56) Патент Великобритании кл, Н 3 И, 1966,Авторское свидетельство СССР Ф 1045136, кл. С 01 К ./20, 1980. (54) МАСШТАБНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к электроизмерительной технИке и может быть использовано для сопряжения источника переменного напряжения и измерительного прибора. Цель изобретения -2повышение точности преобразования. Масштабный преобразователь содержит измерительный трансформатор 1 с вход ной 2 и выходной 3 обмотками, вспомогательный трансформатор 4 с входной 5, выходной 6 обмотками, обмоткой 7 обратной связи и компенсационной обмоткой 8, усилитель 9 переменного напряжения, резисторы 10, 11 и блок 12 компенсирующего напряжения Благодаря введению компенсационной обмотки 8, резисторов 10, 11 и новых функциональных связей обеспечивается компенсация влияния изменения сопротивления нагрузки на выходное напряжение преобразователя, что повышает точность преобразования, 3 ил.Изобретение относится к электро:змерительной технике и может бытьспользовано для сопряжения источника переменного напряжения и измеритель"5його прибора.Цель изобретения - повышение точности преобразования за счет компенсации влияния изменений сопротивления нагрузки. 10На фиг. 1 приведена блок-схемамасштабного преобразователя; нафиг, 2 и 3 - примеры выполненияблока компенсирующего напряжения.Преобразователь (фиг. 1) содержитизмерительный трансформатор 1 с входной 2 и выходной 3 обмотками, второй трансформатор 4 с входной 5, выходной б, обратной связи 7 и компенаационной 8 обмотками, усилитель 91 еременного напряжения, резисторы 10,11 и блок 12 компенсирующего напряжения.Входная обмотка 2 измерительноготрансформатора 1 подключается к источ Нику измеряемого напряжения, а параллельно ей через выходные зажимы блока 12 компенсирующего напряжения включена входная обмотка 5 второго трансформатора 4. Вход усилителя 9 переменного напряжения подключен к выходной обмотке 6 второго трансформато 1 а 4, а его выход через .резистор 10присоединен к обмотке 7 обратной связи и одновременно последовательноСоединен с выходной обмоткой 3 измерительного трансформатора 1. КомпенСационная обмотка 8 второго трансформатора 4 включена параллельно выходной обмотке 3 измерительного трансформатора 1, к которой одновременноподключен вход блока 12 компенсирующего напряжения, причем последовагельно в цепь компенсационной обмотки 8 включен резистор 11.45Блок 12 компенсирующего напряжения может быть выполнен в виде резисторного делителя (фиг. 2) илитрансформатора напряжения (Фиг, 3),Масштабный преобразователь рабо 50тает следующим образом,Входное измеряемое напряжениедействующее на обмотке 2 измерительного трансформатора 1, преобразуетсятрансформатором 1 в напряжение П55снимаемое с обмотки 3. В блоке 12компенсирующего напряжения выделяетсяразность между. входным напряжениеми величиной КггЦ, где К, - коэффи и =в к - +ц (1+ - к кПг Вс8 МХ 0 7 К Ья ИК 87(2) При равенстве нулю выражения в скобках, что может обеспечить выбором параметров, имеем соотношение Цъьк Ко КлПгЮ 1 г э(3) то есть результат преобразования не зависит от П , определяемого соотношением сопротивлений нагрузки и обмотки 3 и рядом погрешностей трансформатора 1, а определяется только параметрами К 10 у К, г и К ю 7 У которые могут быть заданы с высокой точностью,Таким образом, повышение точности передачи напряжения Ц г на выход в предложенном устройстве по сравнению с прототипом определяется тем. циент передачи блока 12 для напряжения 11 з . Эта разность напряжений создает ток 1 через обмотку 5, который уравновешивается током 18 компенсационной обмотки 8 и током 1 обратной связи, протекающим с вйходаусилителя 9 через обмотку обратнойсвязи. Таким образом, у трансформатора 4, охваченного отрицательнойобратной связью, сумма произведенийтоков в обмотках на соответствующиечисла витков обмоток практически равна нулю. При этом сердечник трансформатора 4 практически раэмагничен ииндуктивности обмоток трансформаторапренебрежимо малы,С учетом этого токи 1, 1 7, 18и выходное напряжение можно выразитькак;15 2 Пэ К 12) 7 гэ17 - 1 ККт 18 К 8 ь (1)1,: 1,И;П быхе р, , К р., - сопротивления вцепи обмоток 7,8 и 5;КгКт г коэффициенты передачи, равныеотношениям чиселвитков обмоток5 и 7 и обмоток8 и 7 соответственно,Решение системы уравнений (1) да"ет выражение5 15 что с помощью трансформатора 4 и усилителя 9 формируется напряжение поправки к выходному напряжению Б трансформатора 1 в зависимости не только от ЭДС на обмотке. 3, но и от величины тока через эту обмотку и нагрузку, что обеспечивается за счет подачи выходного напряжения У на выходной обмотке 3 измерительного трансформатора 1 на вход блока 12 компенсирующего напряжения. При этом влияние изменения сопротивления нагрузки на выходное напряжение Бн преобразователя компенсируется.Первый вариант выполнения блока 12 компенсирующего напряжения (фиг.2) отличается простотой конструкции при низких значениях входных и выходных напряжений, но обеспечивает гальваническую развязку, как и в прототипе, лишь при использовании дополнительной выходной обмотки измерительного трансформатора 1.Второй вариант (Фиг. 3) более эффективен при высоких (порядка 1000 В и более) входных или выходных напряжениях, В обоих случаях сопротивление нагрузки блока 12 постоянно, поэтому проще обеспечивается его высокая точность. Точность преобразования определяется в основном точностью блока 12, если для номинальных значений выполняется соотношение где Кэ - коэффициент, равный отношению .числа витков обмоток2 и 3.При этом требования к точности трансформатора 4, резисторов 10 и 11 на один-два порядка ниже, чем к блоку 12, Соответственно коэффициент усиления в замкнутом контуре обмоток 6, 9, 7 может быть небольшим, При одинаковом числе витков обмоток 7, 8 суммирование магнитных потоков можно заменить суммированием токов, обмотки 7 и 8 при этом соединяют и из двух образуется одна обмотка,Отклонение номинальных значений К и Е компенсируется подбором Гй 23резистора 11. 82137 6При низком входном напряжении ивысоких точностях трансформатора 4,резисторов 10, 11 и большом усилениив контуре обмоток 6, 9, 7 связь блока 12 с выходной обмоткой 3 трансформатора 1 может отсутствовать, а самблок 12 может быть выполнен в видерезистора.Предложенный преобразователь может быть использован для масштабногопреобразования напряжений с коэффициентом передачи 10 -10 с погрешностью порядка сотых долейпроцентаи изменения сопротивлени нагрузкив широких пределах.Формула изобретения20 Масштабный преобразователь, содержащий измерительный трансформаторс входной и выходной обмотками, усилитель переменного напряжения, выход которого последовательно соеди нен с выходной обмоткой измерительного трансформатора, блок компенсирующего напряжения и второй трансформатор, первый вывод входной обмоткикоторого через выходные зажимы блока 30 компенсирующего напряжения соединенс первым выводом входной обмотки измерительного трансформатора, выходная обмотка второго трансформатораподключена к входу усилителя переменного напряжения, а обмотка обратной связи соединена с его выходом,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения точности преобразования, донолнительно введены два о резистора и компенсационная обмоткавтсрого трансформатора, причем пер-.вый резистор включен последовательнос обмоткой обратной связи второготрансформатора, второй резистор вклю чен последовательно с его компенсационной обмоткой, которая присоединена параллельно к выходной обмоткеизмерительного трансформатора, второй вывод входной обмотки второготрансформатора соединен с вторым выводом входной обмотки измерительноготрансформатора, а его выходная обмотка подключена к входу блока компенсирующего напряжения.1582137 Фиг,оставитель С. Вейскийехред Л.Сердюкова Маковск Редак ектор Т.Мал Проиэводствейно-издательский комбинат "Патент", г. Ужго Гагарина, 10 Заказ 2087 Тираж 558 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5