Магнитный компаратор тока

и 859936 ОП ИСАНИ ЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистичвскихРеспублик) Заявлено 13 рисоединением Соа и Уй Государственный квинтет СССР(53) по делам изобретений н открытийпубликовано 30,08.81, Бюллетень Рй 3 УДК 621.317 7(088.8) ванин описания 30.08.81 а опубли 72) Авторы изобретении П. Саванеев,единенный институт ядерных исследований 1) Заявител) МАГНИТНЫЙ КОМПАРАТОР Т Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности к устройствам для измерения больших по тоянных ток ими пототки пере- усилитех обмоздаваемыеечно Обмомагнитныхух вторичны та но, но ки наг. менног лей пи Известен магнитныи компаратор постоянного тока, выполненный на одном сердечнике из магнитомягкого материала и имеющий компенсирующую обмотку, подключенную к источнику регулируемого постоянного тока, обмотку переменного тока и выходную обмотку. Точка равновесия определяется по изменению угловой погрешности трансформаторного преобразователя 1 .Существенными недостатками его являются сложность измерения лены вс ока обо аются от д нсформатор де постоян а получающиесяые напряжения вк больших по ая необхооянных токов мостью определ сти и труднос прерывных изме Известен такжр постоянного словл углово г ения ь ег применен ениГ маг тока.нитный омпара содержа то магнитных усилителя, включенных ди ференциально на гальванометр через М. Лачинов и А, Л, Ш прямители. Каждый магнитный усилит елимеет два сердечника с обмотками т)еременного тока, включенными параллел чены встречно через резисторы на гальванометр с шунтом. Имеются также обмотки обратной связи, питаемые частьювыпрямленного выходного напряжения 2,Недостатком известного устройстваявляется наличие ложных положенийравновесия, запаздывание в установлении момента равновесия, вследствиеинерционности магнитных усилителей,необходимость уравновешивания в двухразличных цейях,Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому изобретениюявляется полуавтоматический компаратор постоянного тока, выполненный.на9936. 4 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 385двух магнитных сердечниках и содержа-щий обмотку с измеряемым током, обмотки компенсации источник эталонного тока, в цепь которого включен регистрирующий прибор, источник возбуждения и выходные обмотки, подключенные к нуль-индикатору 3.Недостатком известного устройстваявляется наличие ложных положений равновесия, вследствие чего усложняетсяпроцесс измерения (измерение необходимо проводить полуавтоматически,чтобыизбежать ложного нуля) и повышаются требования к стабильности измеряемого иуравновешивающего токов. Это снижаетбыстродействие системы измерения и еенадежность, вызывает затруднения с автоматизацией выставки точки равновесия,Цель изобретения - повышение надежности и достоверности измерения.Указанная цель достигается тем,что в магнитный компаратор тока, выполненный на двух магнитных сердечниках и содержащий основную обмотку,две соединенные последовательно согласно обмотки компенсации, подключенные через регистрирующий прибор к выходу источника эталонного тока, источник возбуждения, подключенный кпервой обмотке возбуждения, две выходные обмотки и нуль-индикатор, дополнительно введены вторая обмоткавозбуждения, преобразователь напряжение-ток, две обмотки обратной связи,два интегратора и два детектора, причем вторая обмотка возбуждения включена последовательно встречно с первой обмоткой возбуждения, обмотки обратной связи соединены последовательно согласно и подключены к выходу преобразователя напряжение-код, выходныеобмотки через интеграторы подключеныко входам детекторов, выходы которыхсоединены с нуль-индикатором и входами источника эталонного тока, преобразователя напряжение- токи источникавозбуждения, выполненного в виде генератора однополярных импульсов тока,На фиг, 1 изображена принципиальная схема магнитного компаратора тока; на фиг. 2 - выходная характеристика устройства; на фиг, 3 - кривыеперемагничивания магнитных сердечников 1 и 2.МагнитнЫй компаратор тока состоитиз двух магнитных сердечников 1 и 2,содержащих основную обмотку 3 с измеряемым током, обмотки 4 и 5 компен. сации, источник 6 эталонного тока, в цепь которого включен регистрирующий прибор 7, источник 8 возбуждения и выходные обмотки 9 и 10, подключенные к нуль-индикатору 11. В качестве источника 8 возбуждения использовач однополярный генератор тока, подключенный к встречно соединенным обмоткам 12 и 13 возбуждения, Выходные обмотки 9 и 1 О включены встречно через интеграторы 14 и 15, детекторы 16 и 17 и потенциометр 18 - на управляющие входы источника 8 возбуждения, Источника 6 эталонного тока, а также преобразователя 19 напряжение-ток, подключенного выходом к введенным обмоткам 20 и 21 обратной связи.Устройство работает следующим образом.При токе в основной обмотке 3ИЗМ О и эталонном токе 3 = О производитЗТся настроика устроиства, при этом с по мощью потенциометра 18 устанавливается ноль выходного сигнала (работает только источник 8 возбуждения генератора однополярных импульсов тока 3), тем самым компенсируется аддитивная составляющая погрешности устройства, возникающая вследствие неидентичности магнитных характеристик сердечников 1 и 2. Сердечники перемагничиваются током 3 по частным циклам петли гистерезиса (фиг. 3). При подаче в основную обмотку 3 тока ЗиО в обмотках 12 и 13 возбуждения устанавливается токвеличина которого определяется исходя из условия Ч ЭИИ) В Э иъм иОхюО где И =И - число витков обмоток 124 Э.и 13 возбуждения;Ы - число витков основной3обмотки 3;3 - максимальная величинаИЭМ ФСЛХтока, подлежащая измерению устройством.Выполнение этого равенства гарантирует, что ложных нулей не будет в выбранном диапазоне измерения, Выходная характеристика устройства при рассогласовании А измеряемых 3Я и компенсиРУюЩих АОЗТЧ 4 ампеРвитков изображена на фиг, 2 (поз. 24). Например, если разбаланс соответствует моменту 25 фиг, 3), то ток 315 вследствие встречного соединения обмоток 12 и 13 возбуждения будет пере- магничивать магнитные сердечникидения,Формула изобретения Магнитный компаратор тока, выполнен ный на двух магнитных сердечниках, содержащий основную обмотку, две соединенные последовательно согласно обмотки компенсации, подключенные через регистрирующий прибор к выходу источника эталонного тока, источник возбуждения, подключенный к первой обмотке возбуждения, две выходные обмотки и нуль-индикатор, о т л и ч а ю щ и й - с я тем, что, с целью повышения надежности и достоверности измерения, а также автоматизации процесса измерения, в него дополнительно введены вторая обмотка возбуждения, преобразователь напряжение-ток, две обмотки, обратной связи, два интегратора, и два детектора, причем вторая обмотка возбуждения включена последовательно встречно с первой обмоткой возбуждения, обмотки обратной связи соединейы последовательно согласно и подключены к выходу преобразователя напряжение-ток, выходные обмотки через интеграторы подключены ко входам детек.торов, выходы которых соединены с нуль- индикатором и входами источника эталонного тока, преобразователя напряжение 5 85993 и 2 уже по другим частным циклам петли гистерезиса (фиг. 3, поз, 2 б и 27) это приводит к изменению величин ЗДС на выходных обмотках 9 и 10. При этом на выходе устройства появляется напря жение, фиксируемое нуль-индикатором 11, величина которого пропорциональна разбалансу эталонных компенсируюших ампервитков и измеряемых ампервитков, (фиг. 2)Выходная характеристика магнитного компаратора без ложных нулей в диапазоне измеряемых токов позволяет упростить и автоматизировать процесс измерения тока, одновременно увеличив надежность и достоверностьиэ мерения, Это достигается соединением выхода магнитного компаратора с управляющим входом источника эталонного тока б, При этом для того, чтобы избеЖать появления ложного нуля, ампервитки, создаваемые током 3 , должны быть больше, чем максимальные ампервитки измеряемого тока Эи,. Большая величина 3 является оправданной при переходных режимах, когда измеряемый и 25 эталонный ток не установились и в точ.ке равновесия соблюдается равенство их ампервитков 3 эт И 4(6) = Знаем Чя Вместе с тем величина тока 35 должна выбираться из условия стабильности ну-ЭО ля устройства и она во много раз меньше максимального тока Эв 1 , Для обес- печения оптимального КПД устройства и его максимальной стабильности (этому способствует, в частности, предотвра- З 5 .щение перегрева обмоток) целесообразно поддерживать ток Эц на двух уровнях. Первый уровень 3 = Эою- в переходных, меняющихся режимах, что обеспечивает исключеиие появления 40 ложного нуля (при этом ОВЬХО). Второй уровень тока 3 соответствует установившемуся режимуизмерения (при этом О ВьХ уи .к.О). Эти условия обеспечиваются при 45 соединении выхода магии гного компаратора с управляющим входом источника 8 возбуждения (генератора однополярных импульсов тока) .Выходная характеристика магнитного компаратора показана на,фиг, 2 (поз, 24), Крутизна характеристики и . чувствительность устройства определяются при этом магнитными характеристи" ками сердечников 1 и 2. Для получения 55 регулируемой крутизны характеристики и большей чувствительности, независящей от магнитных характеристик сердечников, выход магнитного компараторазаведен через преобразователь напряжение-ток 19 на согласно включенныеобмотки 20 и 21 обратной связи. Присовпадении магнитных потоков обмоток3 и 20, 21 обратная связь становитсяположительной и выходная характеристика устройства трансформируется иэположения 24 в положение 8 (фиг. 2),обеспечивая повышенную крутизну преобразования и чувствительность, Привстречном направлении потоков обмотокобратная связь становится отрицательной и характеристика преобразуетсяиз положения 24 в положение 29 (фиг.2),При этом существенным образом увеличивается линейность преобразования,Положение характеристики может изменяться с помощью преобразователя напряжение в т 19, исходя из конкретныхтребований к измерению,Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает высокую надежностьи достоверность измерения и позволяет обеспечить автоматизацию его провеФиг.5одписно Тираж 7 Заказ ВНИ Патент",жгород, ул. тная лиа 7 85993 ток и источника возбуждения, выполненного в виде генератора однополярных импульсов тока. Источники информации, 5принятые во внимание при экспертизе1. Спектор С. А, Измерение большихпостоянных токов. Л., "Энергия", 1978,с. 40. 6 82. Михаилова Е, К. Дроссельныи делитель тока для измерения больших постоянных токов и малых сопротивлений."Электричество", )951, У 8, с. 69-71.3, Мас Магйп М. Р Кцзйегз й.А Ье 1 ГЬа 1 апы пд д 1 гесС соггепс соспрагайог Гог 20 000 ащрегез. 3 ЕЕЕТгапзй ап Маупей 1 ез, 1965, чо 1 1, Ф 4,р. 396-402 прототип),