Устройство для измерения постоянного тока

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик о)976390 (61}Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 040581 (21) 3284322/18-21 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет—

Опубликовано 2311.8 2 . Бюллетень ¹ 4 3

Р М g+ з

G 01 R 19/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621. 317. 7 (088. 8) Дата опубликования описания 2Ы1.82 (72) Авторы изобретения

Н.И. 1 рибок, Е.И. Шморгун и )3,Q, Яцук

li

1 i

Львовский ордена Ленина политехнический институт им. Ленинского комсомола (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗИЕРЕНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Изобретений относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для бесконтактного измерения постоянного тока и поверки других измерителей. тока.

Известно устройство для измерения постоянного тока, содержащее последовательно соединенные, входной делитель, магнитный модулятор, входной пассивный LC-фильтр, усилитель пере- менного напряжения, фазочувствитель ный детектор и усилитель постоянного напряжения, выход которого присоединен к выходу устройства, делитель обратной связи, вход которого подключен к выходу усилителя постоянного напряжения, а выход связан с входным делителем, и последовательно соединенные генератор напряжения прямоугольной формы, выход которого соединен с другим входом фазочувствительного детектора, делитель частоты и промежуточный LC-фильтр четных гармоник, выход которого присоединен к другому входу магнитного модулятора (1).

Недостатками известного устройства является зависимость преобразуемого сигнала от значения коэффициентов передачи магнитного модулятора, отI счетного устройства и напряженности внешних магнитных полей.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для измерения постоянного тока, содержащее магнитомодуляционный преобразователь, выполненный на двух магнитопроводах с обмотками возбуждения, и=мерительной, индикаторной, обмоткой обратной связи, образцовой и дополнительной обмотками, последовательно соединенные задающий генератор, делитель частоты и первый фильтр, выход которого связан с обмотками возбуждения, избирательный усилитель, выполненный в виде последовательно соединенных второго фильтра, вход которого связан с индикаторной обмоткой, уси20 лит,я переменного тока, фазового детектора, управляющий вход которого подключен к другому выходу задающего генератора и усилителя постоянного тока, выход которого соединен

25 с выходом избирательного усилителя, аналого-цифровой преобразователь; первый вход которого присоединен к выходу избирательного усилителя, блок обратной связи, вход которого

30 подключен к первому выходу аналого976390 цифрового преобразователя, а выход связан с обмоткой обратной связи, последовательно соединенные цифровой делительный блок, вход которого связан с вторым выходом аналогоцифрового преобразователя, и цифро- 5 вое отсчетное устройство, блок управления коммутацией, блок программного управления, выходы которого соединены с вторыми управляющими входами аналого-цифрового преобра- 10 эователя, цифрового делительного блока, цифрового отсчетного устройства и входом блока управления коммутацией, источник образцового тока, два ключа, два переключателя и два балластных резистора, причем источник образцового тока через первый переключатель подключен к первому балластному резистору и образцовой обмотке, в цепи которой установлен первый ключ, дополнительная обмотка, в цепи которой установлен второй ключ, измерительная обмотка и второй балластный резистор соединены в звезду, одна из входных клемм устройства непосредственно связана "о свободным выводом измерительной обмотки, а дру-. гая через второй переключатель подключена к свободному выводу второго балластного резистора и к сигнальному входу второго ключа, а управ,.ляющие входы ключей и переключателей соединены с соответствующими выходами блока управления коммутацией E2).

Недостатком известного устройства 3 является недостаточная точность измерения постоянного тока, обусловленная нелинейной зависимостью коэффициента передачи магнитомодуляцион. ного преобразователя от величины 40 измеряемого тока.

Целью изобретения является повышение точности и расширение диапазона измерений.

Поставленная цель достигается тем, 45 что в устройстве для измерения постоянного тока, содержащем магнитомодуляционный преобразователь, выпол-. ненный на двух магнитопроводах с обмотками возбуждения, измерительной, индикаторной, обмоткой обратной связи и образцовой обмоткой„ задающий

1 генератор, избирательный усилитель, один вход которого связан с индикаторной обмоткой, другой вход соединен с одним из выходов задающего генератора, аналого-цифровой преобразователь, первый вход которого соединен с выходом избирательного усилителя, блок обратной связи, вход которого подключен к первому выходу аналого- 60 цифрового преобразователя, а выход связан с обмоткой обратной связи, последовательно соединенные цифровой делительный блок, вход которого присоединен к второму выходу аналогоцифрового преобразователя, и цифровое отсчетное устройство, блок управления коммутацией, блок программного управления, выходы которого соединены с вторыми управляющими входами аналого-цифрового преобразователя, цифрового делительного блока, цифрового отсчетного устройства и входом блока управления коммутацией два переключателя и два ключа, управляющие входы которых соединены с соответствующими выходами блока управления коммутацией, первый источник образцового тока, выход которого через первый переключатель и первый ключ связан с образцовой обмоткой, второй ключ включен в цепь измерительной обмотки и через второй переключатель связан с одной входной клеммой устройства, ключи выполнены в виде переключателей на два направления и дополнительно введены третий и четвертый переключатели и второй источник образцового тока, причем сигнальные выходы первого и третьего переключателей, первого ключа и четвертого переключателя попарно объединены и присоединены к выводам образцовой обмотки, сигнальные выходы второго переключателя и второго ключа соединены с выводами измерительной обмотки, сигнальные входы первого переключателя и первого ключа, третьего и четвертого переключателей, второго переключателя и второго ключа попарно объединены и присоединены соответственно к выходу первого источника образцового тока, выходу второго источника образцового тока и входным клеммам устройства, управляющие входы третьего и четвертого переключателей соединены с дополнительными выходами блока управления коммутацией, а обмотки всзбуждення подключены к другому выходу задающего генератора.

На чертеже изображена блок-схема устройства.

Устройство содержит магнитомбдуляционный преобразователь (ЛИП 1, выполненный на двух магнитоироводах

2 и 3 с обмотками 4 и 5 возбуждения, измерительной обмоткой 6, образцовой обмоткой 7, индикаторной обмоткой 8, и обмоткой 9 обратной связи, задающий генератор 10, избирательный усилитель 11, имеющйй два входа, один из которых связан с индикаторной об-.. моткой 8, а другой подключен к одному из выходов -задающего генератора 10, другой выход которого связан с обмотками 4 и 5 возбуждения. К выходу избирательного усилителя 11 подключен аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 12, первый выход которого .через блок 13 обратной связи связан с обмоткой 9 обратной связи.

К второму выходу AIIJI 12 подключен

976390

Формула изобретения

Устройство для измерения постоянного тока, содержащее магнитомодуляционный преобразователь, выполненный на двух магнитопроводах, с обмотками возбуждения, измерительной, индикаторной, обмоткой обратной связи и образцовой обмоткой, задающий генератор, избирательный усилитель, один вход которого связан с индикаторной обмоткой, другой вход соединен с одним из выходов задающего генератора, ана.лого-цифровой преобразователь, первый вход которого соединен с выходом избирательного усилителя, блок обратцифровой делительный блок 14, связан ный с цифровым отсчетным устройством 15. В состав устройства входят также блок 16 управления коммутацией блок 17 программного управления, выходы которого связаны с управляющими входами ЛЦП 12, цифрового делительного блока 14, цифрового отсчетного устройства 15 и входом блока

16 управления коммутацией, переключатели 18-23 на два направления, управляющие входы которых подклю-. чены к выходам блока 16 управления коммутацией, источники 24 и 25 образцового тока, связанные с образцовой обмоткой 7 соответственно через переключатели 18-21. Входные клеммы

26 и 27, к которым подключается источник контролируемого тока, через переключатели 22 н 23 связаны с измерительной обмоткой 6 ММП 1.

Устройство работает следующим образом.

После включения питания устройства с блока 17 программного управления на цифровой делительный блок

14 подают цифровой код (уставку), соответствующий отношению величин образцовых токов источников 24 и 25

:образцовых токов, который сохраняется в цифровом делительном блоке 14 на время измерений.

Измерение тока осуществляют периодически за четыре такта. В первом такте сигналом с блока 17 программного управления с помощью блока 16 управления коммутацией устанавливают переключатели 18, 19, 22 и 23 в верхнее, а переключатели 20 и 21 - в нижнее по схеме положение и через образцовую обмотку 7 встречно пропускают токи от источников 24 40 и 25 образцового тока. От эадающего генератора 10 подают переменный ток в обмотки 4 и 5 возбуждения ММП 1.

Этим током магнитопроводы 2 и 3 дважды за период приводятся к насыщению, причем таким образом, что магнитные потоки в них имеют противоположные знаки. С помощью ММП 1 преобразуют алгебраическую сумму измеряемого и двух образцовых токов в постоянное магнитное поле, а затем — в ЭДС четных гармоник частоты тока возбуждения. Вторую гармонику этой ЭДС отфильтровывают, усиливают и преобразуют в постоянный ток с помощью избирательного усилителя 11. Полученный постоянный ток через АЦП 12 и блок 13 обратной связи пропускают по обмотке 9 обратной связи. Одновременно тот же ток в АЦН 12 преобразуют в цифровой код, который

60 записывают в цифровой делительный блок 14.

Во втором такте сигналом с блока

17 программного управления с помощью блока 16 управления коммутацией 6S устанавливают переключатели 20 и 21 в верхнее, а 22, 23 — в нижнее по схеме положение. Алгебраическую сумму измеряемого и образцового токов в МИП 1 преобразуют в ЭДС четных гармоник частоты тока возбуждения.

Дальнейшие преобразования этой ЭДС аналогичны преобразованиям первого такта. В цифровой делительный блок

14 эаписывают цифровой код результата преобразования во втором такте, и апраллельно этому находят разность между результатами преобразования в первом и втором тактах. Эту разность также записывают в цифровой делительный блок 14.

В третьем такте с помощью блока

17 программного управления и блока

16 управления коммутацией переводятпереключатели 18 и 19 из верхнего в нижнее положение. Алгебраическую сумму измеряемого и двух образцовых токов преобразуют в ЭДС четных гармоник частоты тока возбуждения, дальнейшие преобразования которой аналогичны преобразованиям ее в первом такте. Результат преобразования записывают в цифровой делительный блок

14, и параллельно этому находят разность между результатами второго и третьего тактов, которую также записывают в цифровой делительный блок

14. В четвертом такте с помощью блоха

17 программного управления отключают выход AUII 12 от цифрового деЛнтельного блока 14 и в цифровом делительном блоке 14 делят полученную во втором такте разность на разность, полученную в третьем такте. 1. "частному от деления этих разностей прибавляют значение уставки, записанной в цифровом делительном блоке 14, и получают результат измерения постоянного тока, который высвечивают. на индикаторном табло цифрового отсчетного устройства 15.

Использование предложенного устройства для измерения постоянного тока позволяет повысить точность.измерений в расширенном диапазоне токов..

976390 ной связи, вход которого подключен к первому выходу аналого-цифрового преобразователя, а выход связан с обмоткой обратной связи, последовательно соединенные цифровой делительный блок, вход которого присоединен к второму выходу аналого-цифрового преобразователя, и цифровое отсчетное устройство, блок управления коммутацией, блок программного управления, выходы которого соединены с вторыми, управляющими входами аналого-цифрового отсчетного устройства и входом блока управления коммутацией, два переключателя и два ключа, управляю.щие входы которых соединены с соответствующими выходами блока управления коммутацией, первый источник образцового тока, выход которого через первый переключатель и первый ключ связан с образцовой обмоткой, второй ключ включен к цепь измерительной обмотки и через второй переключатель связан с одной входной клеммой устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и расширения диапазона измерений, ключи выполнены в виде переключателей на два направлений и дополнительно введены третий и четвертый переключатели и второй источник образцового тока, причем сигнальные выходы первого и третьего переключателей, первого ключа и четвертого переключателя попарно объединены и присоединены к выводам образцовой обмотки, сигнальные вы5 ходы второго переключателя и второго ключа соединены с выводами измерительной обмотки, сигнальные входы первого переключателя и первого клпча, третьего и четвертого переключа10 телей, второго переключателя и второго ключа попарно объединены и присоединены соответственно к выходу первого источника образцового тока„ выходу второго источника обраэцо15 вого тока и входным клеммам устройствау управляющие входы третьего и четвертого переключателей соединены с дополнительными выходами блока управления коммутацией, а обмотки

7п возбуждения подключены к другому выходу задающего генератора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Беркман Р.Я. и др. Магнитотранэисторные усилители постоянного напряжения.-"Измерительная техника", 1972, В 4, с.5б-57.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2951543/18-21, кл. G 01 к 19/20, 24.07.80

97G390

Составитель С. Вейский

Редактор В. Иванова ТехредТ.Фанта Корректор Вутяга В. Б т

Заказ 899 73 Тираж 7 7 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,