Гальваномагнитный перемножитель переменного тока
Изобретение относится к элементам автоматики и может быть использовано для функциональных преобразований и прежде всего при измерении активной и реактивной мосщости. Цель изобретения - повышение точности - достигается за счет введения в гальваномагнитньш перемножитель дополнительной обмотки 7, дифференциатора 5 и сумматора 4. Кроме того, устройство содержит ферромагнитньй сердечник I, в котором размещен гальваномагнитный элемент 2, операционный усилитель 3 и обмотку 6. По сравнению с прототипом в предложенном гальванометре повышение точности обеспечивается путем исключения влияния нелинейной составляющей напряженности магнитного поля в сердечнике. При этом погрешность измерения не превьшает 0,1%, в то время как в прототипе погрешность находится в пределах 0,5-1%. 3 ил. i (Л Ui(i} СО СП ND СО 00 оо фие.1
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИН (51) 4 0 01 R 21/06 всггож :;;g ,13 l
ИЬЛЛ0 ".,.".";.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н А ВТОРСН0МУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
o> (t) фила,/
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3747944/24-21 (22) 01.06.84 (46) !5.11.87. Бюл. Ф 42 (71) Харьковский политехнический институт им. В.И.Ленина (72) В.У.Кизилов и В.Д.Носулько (53) 621.317.7(088.8) (56) Хомерики О.К. Применение гальваномагнитных датчиков в устройствах автоматики и измерениях. М.: Энергия, 1971, с.112.
Грейнер. Работа умножителей на основе эффекта Холла совместно с усилителями, охваченными обратной связью. — Электроника, 1961, N- 34, с.25-30. (54) ГАЛЬВАНОМАГНИТНЫЙ ПЕРЕМНОЖИТЕЛЬ
ПЕРЕМЕННОГО ТОКА (57) Изобретение относится к элементам автоматики и может быть испольÄÄSUÄÄ 1352388 А 1 зовано для функциональных преобразований и прежде всего при измерении активной и реактивной мощности. Цель изобретения — повышение точности— достигается за счет введения в гальваномагнитный перемножитель дополнительной обмотки 7, дифференциатора 5 и сумматора 4. Кроме того, устройство содержит ферромагнитный сердечник I в котором размещен гальваномагнитный элемент 2, операционный усилитель 3 и обмотку 6. По сравнению с прототипом в предложенном гальванометре повышение точности обеспечивается путем исключения влияния нелинейной составляющей напряженности магнитного поля в сердечнике. При этом погрешность измерения не превышает 0,1%, в то время как в прототипе погрешность находится в пределах 0 5-1%. 3 ил.
1 1352
Изобретение относится к элементам автоматики и может найти широкое применение для осуществления функциональных преобразований и, прежде всего при измерении активной и реактив5 ной мощности.
Цель изобретения — повышение точности
На фиг.1 представлена функциональ- 10 ная схема перемножителя; на фиг,2— принципиальная схема перемножителя; на фиг.3 — то же, вариант исполнения.
Гальваномагнитный перемножитель содержит ферромагнитный сердечник 1, в котором размещен гальваномагнитный элемент 2 с подключенным к нему источником сигнала второго сомножителя, операционный усилитель (ОУ) 3, к вхо- >0 ду которого подключен сумматор 4, к первому входу последнего через дифференциатор 5 подключен источник сигнала первого сомножителя, а к второму — первый вывод обмотки 6 ферромаг- 25 нитного сердечника 1, второй вывод которой соединен с общей шиной. Выход операционного усилителя 3 подключен к первому выводу обмотки 7, второй вывод которой соединен с общей шиной.
В качестве дифференциатора 5 можно использовать конденсатор (см. фиг.2}. В этом случае один вывод обмотки 6 подключен к сумматору 4 посредством резистора 8, причем. сумматор как отдельный элемент отсутствует, а суммирование осуществляется подключением сигналов к суммирующей точке 4 усилителя.
В качестве дифференциатора можно использовать также и, трансреактор (см.фиг.3) с зазором 1,и обмотками
9 и 10 причем в обмотке 10 напряжение должно быть почти равно напряжению в обмотке 6 сердечника.
Во всех случаях к входу дифференциатора 5 подключают источник сигна-: ла второго сомножителя.
Перемножитель работает следующим образом.
При значительном усилении ОУЗ на ряжение на его входе близко к нулю.
Если напряжение выхода дифференциатора 5 строго пропорционально про- >> изводной напряжения источника сигнала первого сомножителя U„(t)
= K
dU1
5 (1) 388
2 то оно должно быть практически равно напряжению «ra обмотке 6 сердечника
dU, dB
U =K -- = I -"- W S
1 4 6 dt (2) где W — число витков обмотки 6;
S„ B — сечение сердечника 1 и индукция в нем.
Так как сигнал lr, (t) переменного тока и постоянное подмагничивание в сердечнике отсутствуют, то из (2) следует, что
К
 = - — — U (3)
1,1
1 независимо от свойств стали сердечника, величины зазора сердечника и частоты сигналов.
Если в качестве дифференциатора использовать конденсатор емкостью С, то на выходе ОУЗ сравниваются токи
К=С, аВ=-- — U, (4)
CR
WS
Как видно иэ (4), индукция в сердечнике строго пропорциональна напряжению П, даже при сколь угодно малом зазоре, который может быть выбран из конструктивных условий, ограниченных толщиной гальваномагнитного элемен1 та 2 °
Аналогично схеме фиг.3, где в качестве дифференциатора используется трансреак«.>р с зазором 1, напряжение на обмотке 10 трансреактора должно быть почти равно напряжению обмотки 6
Р Mq_#_„S di УсБ dB
1, dt dt откуда
В
РОWsW„.o S (5)
1 14 1 3. где S» 1 — сечение и длина зазора
З.т трансреактора;
W, W„- число витков обмоток
9 и 10; — магнитная проницаемость воздуха.
Как видно из (5}, индукция строго пропорциональна току i,, а сердечник не вносит погрешности. Однако перемножитель на фиг.3 менее точен, так как дифференцирование посредством трансреактора осуществляется менее точно, чем посредством конденсатора в схеме по фиг.2, Технико-экономическое преимущество изобретения по сравнению с перемножителем — прототипом заключается
1352388 в повышении точности за счет исключения влияния нелинейной составляющей напряженности магнитного поля в сердечнике. Так, если погрешность от нелинейности магнитной цепи в прототипе находится в пределах 0,5-1Х, то погрешность измерения предлагаемым устройством не превышает 0,17.
Формула и зоб ре тения
Гальваномагнитный перемножитель переменного тока, содержащий ферромагнитный сердечник с зазором, в котором размещен гальваномагнитный элемент с подключенным к нему источником сигнала второго сомножителя, операционный усилитель, выход которого подключен к первому выводу обмотки сердечника, второй вывод которой соединен с общей шиной, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью ловышения точности, в него введены допол- . нительная обмотка сердечника, диффе,ренциатор и сумматор, первый вход которого через дифференциатор соединен с источником сигнала первого сомножителя, второй — с первым выводом дополнительной обмотки сердечника,,второй вывод которой подключен к общей шине, а выход — к входу операционного усилителя.
