Измерительный преобразователь тока

 

Изобретение может быть использовано в измерительной технике и автоматике . Цель изобретения - повьшение динамической точности, устойчивости и снижение потребляемой мощности . Введение дополнительного трансформатора 5 с сердечником из того же материала, что и у основного трансформатора 1, позволяет осущест- , вить цепь обратной связи по сигналу ошибки. В нее входят последовательно соединенные идентичные обмотки 4 и 6 и усилитель 9. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (ll) А1 (5ц 4 G 01 R 19/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHAM

ПРИ ГКНТ СССР (21)41 92094/24-21 (22) 05.02.87 (46) 07.01.89. Бюл. Ф 1 (71) Харьковский политехнический институт им. В.И. Ленина (72) В.У. Кизилов, А.Н. Баранов и В.И. Худокормов (53) 621.317.3(088.8) (56) Лавров Г.Н., Тарасов В.П. Устрой-. ство гальванического разделения измерительных цепей переменного тока.—

Электричество, 1983, Ф 11, с.66-68, Гусев В.Г. Трансформаторные цепи в измерительной технике. — Измерительная техника, 1975, Ф 1, с.73-74. (54) ИЗИЕРИТЕЛЬНЬ Й ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

ТОКА (57) Изобретение может быть использовано в измерительной технике и автоматике. Цель изобретения — повышение динамической точности, устойчивости и снижение потребляемой мощности. Введение дополнительного трансформатора 5 с сердечником из того же материала, что и у основного трансформатора 1, позволяет осущест- . вить цепь обратной связи по сигналу ошибки. В нее входят последовательно соединенные идентичные обмотки 4 и

6 и усилитель 9. 1 ил.

1449915

Преобразователь работает следующим образом.

Для упрощения полагаем характеристики операционного усилителя 9 близкими к идеальным, что соответствует параметрам современных промьппленных усилителей.

Из закона полного тока для сердечника трансформатора 1 следует,что

I,„W, - ТР, + IÄW, + Н,l,,(1) 50 где Уп, W»

4 числа витков обмоток

2-4 соответственно, напряженность магнитного поля в сердечнике трансформатора l)

55 средняя длина магнитной силовой линии сердеч.ника трансформатора 1.

Н

Изобретение относится к устройст пам измерительной техники, предназначено для преобразования переменного тока в ток с гальваническим разделением контролируемой и измерительной ,:цепей и может быть использовано в измерительной технике и автоматике. Цель изобретения — повьппение ди намической точности, повышение ус- 10 тойчивости и снижение потребляемой, мощности.

На чертеже представлена схема преобразователя тока, Преобразователь содержит первый 15 трансформатор 1 с намотанными на его сердечнике тремя обмотками 2-4, второй трансформатор 5 с двумя обмотками 6 и 7; резистор 8 нагрузки и операционный усилитель 9. 20

Преобразуемый ток I „поступает в первичную обмотку 2 трансформато ра 1. Конец обмотки 4 трансформатора 1 соединен с началом обмотки 6 трансформатора 5, другой вывод кото- 25

|paé подключен к общей шине, начало же обмотки 4 подключено к инвертирую,щему входу операционного усилителя 9, выход которого подключен к началу обмотки 7 трансформатора 5, а неинвер- 30 тирующий вход — к общей шине.. Конец обмотки 7 трансформатора 5 подключен к резистору 8 нагрузки, куда подклю;чено и начало обмотки 3 трансформа.тора 1, другие же выводы обмотки 3

H резистора 8 нагрузки подключены K . общей шине.

Так как входной ток операционного усилителя 9 весьма мал (I = О), то иэ (1) следует, что

I — — . (2)

Тв»д4 Н» »

W W

Ввиду того, что напряжение между дифференциальными входами усилителя

9 близко к нулю, напряжения, наведенные в обмотке 4 трансформатора 1 и в обмотке 6 трансформатора 5, равны. Таким образом

W Я вЂ” = W6Ss z (3)

dB» dBs

4 dt 6 dt где ы, ъ 6 — числа витков обмоток 4 и 6 соответственно

S, S — сечения магнитопроводов трансформаторов 1 и 5 соответственно, В,,  — индукции в сердечниках трансформаторов 1 и 5 соответственно.

Полагая, что материалы сердечников трансформаторов 1 и 5 одинаковы, а также то, что соблюдается равенство: (4) 4 » 6 SS получаем: ав, ан, dt dt

В (t) В (».), (5) Следовательно., (6) числа витков обмоток 6 и 7 соответственно, напряженность магнитного поля в сердечнике трансформатора 5„ средняя длина магнитной силовой линии сердечника трансформатора 5. сделанных предположе6 7

Н

При ранее ниях

Т6 Тф Оэ то (8) H, (t) H (t)

Определим ток I, поступающий на резистор 8 нагрузки. Согласно закона полного тока для сердечника трансфор матора 5 получаем

16Я6 - I W + 11 16 = О, 7) 1449915

4 аэователя опре- Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

17 H ТЪ

Выходной ток преобр

1 деляется суммой токов

Иэмерительныи преобразователь тока, содержащий трансформатор, на

5 сердечнике которого намотаны первичная и две вторичные обмотки, резистор нагрузки и операционный усилитель, к входу которого подключена первая вторичная обмотка, о т л и—

1О ч ающийс я тем, что, с целью повышения динамической точности, устойчивости и снижения потребляемой мощности, введен второй трансформатор с двумя обмотками, сердеч15 ник которого сделан иэ того же материала„ что и сердечник первого трансформатора, причем первый вывод первой обмотки второго трансформатора соединен с вторым выводом первой вторичной обмотки первого трансформатора, второй вывод которой подключен к первому входу операционного усилителя, второй вывод первой

25 обмотки второго трансформатора соединен с общей шиной и с другим входом операционного усилителя, а вторая обмотка второго трансформатора одним выводом подключена к выходу операционного усилителя, а другим

30 выводом — к общим выводам резистора нагрузки и второй вторичной обмотки первого трансформатора, вторые выводы которых подключены к общей шине.

Т.т + 1 з ° (9) ие (9) значения из (2) и (Я) Подставив в выражен соответствующих токов получаем

I — — — +

ТеД4 Н11 < Н pig . (10)

W3 Wf

Из выражения (10) при идентичности магнитных характеристик магнитопроводов и выполнении (6), а также условия

11

1 з 1"1г (ll) погрешность преобразования тока отсутствует и

1"1з

Как следует из выражения (12), величина выходного тока преобразователя пропорциональна входному току

I „ и не зависит от характеристик магнитного сердечника трансформаторов 1 и 5, что позволяет использовать трансформаторы с магнитопроводом из дешевого и технологичного феррита, причем сердечник трансформатора 5 выражения (4), (11)j может быть значительно меньше сердечника трансформатора 1, если W < W, а

6 4

Составитель А. Цыпляков

Редактор Е. Папп Техред М,Дидык Корректор О. Кравцова

Производственно-полиграфическое предприятие, r, Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 6963/45 Тираж 772 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5