Масштабный преобразователь

 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для сопряжения источника переменного напряжения и измерительного прибора. Цель изобретения - повышение точности преобразования. Масштабный преобразователь содержит измерительный трансформатор 1 с входной 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.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 01 R 19/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4380785/74-21 (22) 18.02.88 (46) 30,07.90. Бюл, Ф 28 (71) Куйбышевский политехнический институт им. В.В. Куйбышева (72) АЛ. Косолапов (53) 621.317.7(088.8) (56) Патент Великобритании 9 1028732, кл. H 3 W, 1966.

Авторское свидетельство СССР

Y - 1045136, кл. G 01m 1/20, 1980. (54) МАСШТАБНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для сопряжения источника переменного напряжения и измерительного прибора. Цель изобретения—

„„Я0„„15 2137 A 1

2 повышение точности преобразования.

Масштабный преобразователь содержит измерительный трансформатор 1 с входной 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 t2 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. Ж

1582137

Изобретение относится к электро:эмерительной технике и может быть спользовано для сопряжения источника переменного напряжения и измеритель5 його прибора.

Цель изобретения — повышение точности преобразования эа счет компенсации влияния изменений сопротивления нагрузки. 10

На фиг. 1 приведена блок-схема масштабного .преобразователя; на фиг. 2 и 3 — примеры выполнения

t блока компенсирующего напряжения.

Преобразователь (фиг. 1) содержит измерительный трансформатор 1 с вход«ной 2 и выходной 3 обмотками, второй трансформатор 4 с входной 5, выходной б, обратной связи 7 и компенаационной 8 обмотками, усилитель 9 г1еременного напряжения, резисторы 10, 11 и блок 12 компенсирующего напряжения.

Входная обмотка 2 измерительного трансформатора 1 подключается к источ-25 цику 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 трансформато1 а 4, а его выход через .резистор 10 присоединен к обмотке 7 обратной связи и одновременно последовательно

Соединен с выходной обмоткой 3 измерительного трансформатора 1. Компенсационная обмотка 8 второго трансформатора 4 включена параллельно выходной обмотке 3 измерительного трансформатора 1, к которой одновременно подключен вход блока 12 компенсирующего напряжения, причем последова гельно в цепь компенсационной обмотки 8 включен резистор 11.

Блок 1 2 ком пенсирующе го напр яжения может быть выполнен в виде резисторного делителя (фиг. 2) или трансформатора напряжения (фиг. 3).

Масштабный преобразователь рабо50 тает следующим образом.

Входное измеряемое напряжение действующее на обмотке 2 измерительного трансформатора 1, преобразуется трансформатором 1 в напряжение Б

55 снимаемое с обмотки 3. В блоке 12 компенсирующего напряжения выделяется разность между. входным напряжением и B eJIH HHOH К гг Пэ ° me K Tt KOLA(bHК -- +U(1+ — К,К,—

"г R lo вб!х 10 5"л R ь R Кт

12 12

К 87

11 (2) При равенстве нулю выражения в скобках, что может обеспечить выбором параметров, имеем соотношение (3) Uъь|к R1o КК1П2 R12 то есть результат преобразования не зависит от U определяемого соОтношением сопротивлений нагрузки и обмотки 3 и рядом погрешностей трансформатора 1, а определяется только параметрами R „ R . и К,которые могут быть заданы с высокой точностью.

Таким образом, повышение точности передачи напряжения U2 на выход в предложенном устройстве по сравнению с прототипом определяется тем. циент передачи блока 12 для напряжения 11з . Эта разность напряжений создает ток I +через обмотку 5, который уравновешивается током Т8 компенсационной обмотки 8 и током 1 обратной связи, протекающим с вйхода усилителя 9 через обмотку обратной связи. Таким образом, у трансформатора 4, охваченного отрицательной обратной связью, сумма произведений токов в обмотках на соответствующие числа витков обмоток практически равна нулю. При этом сердечник трансформатора 4 практически раэмагничен и индуктивности обмоток трансформатора пренебрежимо малы.

С учетом этого токи тГ, Х 7, Iв и выходное напряжение можно выразить как:

ТХ ®2 ПЭ K12) 12б

Iq — 1 К - IgK8g (1)

I 8 IS 1

Парк U> + IgR 10 б где К1О, К,„, R 2 — сопротивления в цепи обмоток 7, 8и5;

К, К z р- коэффициенты передачи, равные отношениям чисел витков обмоток

5 и 7 и обмоток

8 и 7 соответственно.

Решение системы уравнений (1) да" ет выражение

5 15 что с помощью трансформатора 4 и усилителя 9 формируется напряжение поправки к выходному напряжению U> 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 U на выходной обмотке 3 измерительноro трансформатора 1 на вход блока 12 компенсирующего напряжения. При этом влияние изменения сопротивления нагрузки на выходное напряжение Uä,„ 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. B 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

= 4з где К вЂ” коэффициент, равный отношению .числа витков обмоток

2 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 K компенсируется подбором

Гй 23 резистора 11.

82137 6

При низком входном напряжении и высоких точностях трансформатора 4, резисторов 10, 11 и большом усилении в контуре обмоток 6, 9, 7 связь блока 12 с выходной обмоткой 3 трансфор 1 матора 1 может отсутствовать, а сам блок 12 может быть выполнен в виде резистора.

Предложенный преобразователь может быть использован для масштабного преобразования напряжений с коэффициентом передачи 10 -10 с поrpешностью порядка сотых долей процента и изменения сопротивлени» нагрузки в широких пределах.

Формула иsoбретения

2О Масштабный преобразователь, содержащий измерительный трансформатор с входной и выходной обмотками, усилитель переменного напряжения, выход которого последовательно соеди25 нен с выходной обмоткой измерительного трансформатора, блок компенсирующего напряжения и второй трансформатор, первый вывод входной обмотки которого через выходные зажимы блока

30 компенсирующего напряжения соединен с первым выводом входной обмотки измерительного трансформатора, выходная обмотка второго трансформатора подключена к входу усилителя переменного напряжения, а обмотка обратной связи соединена с его выходом, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования, донолнительно введены два

40 резистора и компенсационная обмотка втсрого трансформатора, причем пер-вый резистор включен последовательно с обмоткой обратной связи второго трансформатора, второй резистор вклю чен последовательно с его компенсационной обмоткой, которая присоединена параллельно к выходной обмотке измерительного трансформатора, второй вывод входной обмотки второго трансформатора соединен с вторым выводом входной обмотки измернтельпого трансформатора, а его выходная обмотка подключена к входу блока компенсирующего напряжения.

1582137

Ф08, 2

Редактор А. Маковская

Заказ 2087

Тираж 558

3НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Проиэводствейно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Составитель С. Вейский

Техред Л.Сердюкова

Корректор Т.Малец

Подписное