Многооборотный бесконтактный потен-циометр
ОЛ ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советски н
Социалистические
Республик 834542 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 06, 12. 78 (21) 2693735/21 с присоединением заявки М (5l)N. Кл.
G 0l R 17/20
Гееударетвенный камнтет
СССР (23) Приоритет
Опубликовано 30.05.81. Бюллетень ЛЬ 20
Дата опубликования описания 02.06.81 но делам нзебретеннй н открытей (53) ЯК 621.3) 6. .8(088.8) (72) Авторы
{54) МНОГООБОРОТНЫЙ БЕСКОНТАКТНЫЙ ПОТЕНЦИОМЕТР
Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при создании устройств компенсационного типа для измерения постоянного тока.
Известны многооборотные бесконтакт" ные потенциометры, содержащие неподвижный магнитопровод, который охва чен витками неподвижных обмоток, и центральный подвижный магнитопровод с ферромагнитным диском и обмот10 наин на центральной части (! )., Однако они обладают узким диапазоном измерения.
Известен также многооборотный бес15 контактный потенциометр, который содержит цилиндрический неподвижный магнитопровод с расположенной на нем измерительной обмоткой, центральный магнитопровод с компенсирующей обмоткой и дополнительные обмотки, попарно размещенные в отверстиях крайних стержней неподвижного магннтопровода, соединенные по мостовой схеме (2).
Однако такое устройство характеризуется недостаточной чувствительнос- . тью в области малых токов и низкой помехоустойчивостью от внешних воздействий.
Наиболее близким к предлагаемому является многооборотный бесконтактный потенциометр, где в качестве нульиндикатора, используется элемент Холла (ЭХ ), позволяющий измерять компенсационным методом постоянные токи 3 ).
Недостатки этого потенциометра за-. ключаются в нестабильности параметров ЭХ от температуры и от внешних магнитных полей, нелинейности статическйх характеристик и невысокой точности измерения.
11ель изобретения — повышение точности и расширение диапазона измерений в области мальж токов.
Указанная цель достигается тем, что в известном многооборотном бесконтактном потенциометре, содержащем две секции магнитньж систем с неподвилй3 8345 ными измерительными и подвижными компенсирующими обмотками, магнитопро; водами и нуль-индикаторами, каждая секция магнитных систем снабжена дополнительными подмагничивающими обмотками, а в качестве нуль-индикатора использованы преобразователи ядерного магнитного резонанса (ЯМР ..
На фиг. 1 изображена конструктивная схема предлагаемого устройства; щ на фиг. 2 — электрическая схема устройства.
Иногооборотный бесконтактный потенциометр с ЯИР состоит из центрального ферромагнитного стержня 1 со спи 15 ральной винтовой канавкой, двух неподвижных полых ферромагнитных стаканов 2 и 3, закрепленных на изолирующем основании 4 так, чтобы между ними свободно вращался ферромагнитный диск 5.
На левой и правой частях потенциометра находится по одной секции входной обмотки 6, подмагничивающей обмотки 7 и подвижной компенсирующей обмотки 8, Перемоточное устройство компенсирую- д щей обмотки содержит изолирующий каркас 9 со спиральной винтовой канавкой, установленной во .вращающемся ферромагнитном диске. Синхронное вращение каркаса 9 вокруг своей оси и одновремен- зо иа вокруг оси "0-0" неподвижного центрального ферромагнитного стержня обеспечивают четыре одинаковых шестерен" ки 10 и два водила 11. Электрические выводы секции компенсирующей обмотки 8,. секций обмоток 6 и 7 выведены за пределы стаканов 2 и 3, а левая и правая секции компенсирующей обмотки 8 в каркасе 9 соединены между собой. Преобразователи ЯИР 12 установ- 40 лены между основаниями полых стаканов 2 и 3 и торцами стержня 1 при помощи держателя 13. Секции обмотки 6, а также обмотки 8 соединены последовательно и встречно. 45
В
Принцип работы многооборотиого бесконтактного потенциометра с ЯИР заключается в сравнении магнитных потоков Ф и Ф1,создаваемых измеряемыми и компенсирующими ампервитками 1 и 1 в магнитной системе потенциометра.
Измерительные обмотки 6 с числом витков Ю» подключаются к источнику измеряемо го TGKcL 3», а компенсирующие
1 обмотки 8.с числом витков ЪЦк — к источнику стабилизированного постоянного тока 3<. Подмагничивающие обмотки 7 с числом витков Ц уодключаются
42 4
lIc стабильному источнику и создают в магнитной системе постоянный магнитный поток Ф который при отсутствии
IKAа измеряемого постоянного тока 1 раздеХ ляется поровну между левыми и правыми секциями магнитной системй так, как показано пунктиром со стрелками на фиг. I.
В этом случае на выходе каждой секции ЯИР появляется сигнал с частото" "Л - "о fI, = о которы .одает ся на вход смесителя "С" (фиг. 2).
Из-за последовательного и встречного включения подмагничивающей обмотки на входе и выходе смесителя результирующая частота равняется нулю,т.е.
Р
В этом случае F< = 3 M< = О. Так
I к - к P, с - с где ٠— число одновременно навиваК
1 емых витков компенсирующих обмоток.
При подаче измеряемого постоянного тока Д в обмотку gf» в секциях магнитной системы создаются магнитные потоки Ф „и Ф (Ф Ф + Ф»п). Поток
Ф„„ в левой секции вычитается из потока подмагничивающега поля Ф„„(Ф "
Ф вЂ” Ф „), а в первой секции поток Ф» складывается с потоком подмагничивающего поля Фщ=(Фп = Фп,+ Ф ).
На выходе левого преобразователя
ЯИР устанавливается частота
-кЬФ, а на выходе правого — Ц 10+
+кап. В этом случае a@p, Ф„иьФп Фп, так как Ф „Ф1,п= О. Частоты Х и п смешиваются в смесителе С, и на.его выходе создается напряжение с частотой f,,пропорциональное по величине измеряемому току 3„ . Частота р преобразуется в преобразователе
ПЧТ в ток, который усиливается усилителем У и подается на реверсивный двигатель РД (фиг. 2}, вращающий подвижную часть многооборотного бесконтактного потенциометра на угол oL; прн котором выполняются условия ра- венства магнитных потоков Фх и Ф,, т.е. Фх Ф1,, что соответствует УФ=О.
В этом случае, учитывая то, что Ф» =
Р 3»%/» и Ф1 = F = JI 1ô lM можно к к получить линеййую зависимоМ угла поворота подвижной части потенциометра от измеряемого тока 31 в виде Q M» 3g. Отсюда видно, ч1 о
2< к » к каждому значению измеряемого тока 1к соответствует определенный угол поворота подвижной части потенциометра.
834542 6 мотками, а в качестве нуль-индикатора использованы преобразователи ядерного магнитного резонанса.
Формула изобретения
Многооборотный бесконтактный по- тенциометр, содержащий две секции магнитных систем с неподвижными измерительными и подвижными компенсирую- . щими обмотками, магнитопроводами и нуль-индикаторами, о т л и ч а ю— щ и Й с я тем, что, с целью повышения точности и расширения диапазона 10 измерений в области малых токов, каж-, дая секция магнитной системы снабжена дополнительнымн подмагничивающими обИсточники информации, принятые во внимание при экспертизе
l. Авторское свидетельство СССР № 206705, кл . 21 d 1954.
2 ° Авторское свидетельство СССР № 474750, кл. 6 01 и 17/20, 1959.
3. Авторское свидетельство СССР
¹ 289419, кл. 21 с1, 1954 r. - прототип
834542 (Рие. 2
Составитель Н. Сменов
Редактор Н. Без одная Тех ед А.Бабинец КорректорГ. Назарова
Заказ 4095 68 Тираж 732 Подписное
BHHHIIH ГосуДарственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
1!3035, Иосква, Ж-35, Раушская наб. д. 4/5
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4