SU1272263A1 - Устройство дл измерени посто нного тока - Google Patents

Description

(21) 3879150/24-21

(22) 08.04.85

(46) 30.03.88. Бюл. № 12 (75) Е.В.Тузов

(53)621.317.7

(56)Авторское свидетельство СССР № 976390, кл. G 01 R 19/00, 1981.

Авторское свидетельство СССР № 920546, кл. G 01 R 19/20, 1980.

(54)УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА

(57)Изобретение относитс  к электроизмерительной технике и может быть использовано при прецизионном измерении тока в автоматизированном контрольно-измерительном оборудовании. Цель изобретени  - упрощение устройства и повышение точности достигаетс  в результате исключени  двух ключей в одной из дополнительных обмо ток магнитно-модул ционного преобразовател . Устройство содержит магиитомодул ционньй преобразователь 1, образованньш магнитопроводами 2 и 3 с обмотками 4 и 5 возбуждени , обмоткой В обратной св зи идополнительной обмоткой 9; фильтры 10 и 18, усилители 11 переменного и 13 посто нного токов, фазовый детектор 12, блок 14 обратной св зи, аналого-цифровой преобразователь 15, задающий генератор 16, делитель 17 частоты, вычислительный блок 19, цифровой индикатор 20, переключатели 21 и 22, вспомогательный источник 23 тока, резисторы 24 и 25, распределитель 26 импульсов, входные клеммы 27 и 28. В устройстве осзтцествл етс  поочередное пропускание образцового тока источника 23 и измер емого тока через одну дополнительную обмотку 9. Это упростило устройство в целом и повысило точность измерени  за счет исключени  погрешности отношени  количества витков дополнительных обмоток . 1 нл. 112 Изобретение относитс  к электроизмерительной технике и предназначено Д.Т1Я использовани  при прецизионном измерении тока в автоматизированном контрольно-испытательном оборудовании Целью изобретени   вл етс  упрощение и повьшение точности, за счет исключени  двух ключей и одной из дополнительных обмоток МаГНИТОМОДУЛЯ ционного преобразовател , а также и ;ключени  погрешности отношени  количества витков дополнительных обмотфк . На чертеже приведена схема устрой ства дл  измерени  посто нного тока. Устройство содержит магнитомодул  ционный преобразователь (ММП) зованньй магнитопроводами 2 и 3 с обмотками 4 и 5 возбз ждени , с измерительной обмоткой 6, с индикаторной обмоткой 7, с обмоткой 8 обратной св зи и дополнительной обмоткой 9, первый фильтр 10, усилитель 11 переменного тока, фазовьй детектор 12, усилитель 13 посто нного тока, блок 14 обратной св зи, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 15, задающий reJHepaTop 16, делитель 17 частоты, второй фильтр 18, вычислительный 19, цифровой индикатор 20, первьй и второй переключатели 21 и 22, вспомогательньш источник 23 тока, первый и второй балластные резисторы 24 и 25, распределитель 26 импуль сов, входные клеммы 27 и 28. Между индикаторной обмоткой 7 и обмоткой 8 обратной св зи включены последовательно соединенные первый фильтр 10, усилитель 11 переменного тока, фазовый детектор 12, усилитель 13 посто н ного тока- и блок 14 обратной св зи, сигнальный вход АЦП 15 подключен к выходу усилител  13 посто нного тока а выход - через вычислительньш блок 19 подключен к входу цифрового индикатора 20, первьй выход задающего генератора 16 непосредственно подклю чен к управл ющему входу фазового детектора 12, а второй - через после довательно соединенные делитель 17 частоты и второй фильтр 18 к свободным выводам последовательно соединен ньк ме щу собой обмоток 4 и 5 возбуадени , первый вывод вспомогательного источника 23 тока подключен к сигнальному входу первого переключа тел  21, первый выход которого подключен через первый балластный резис 3 тор 24 к второму выводу вспомогательного источника 23 тока, первый выход второго переключател  22 через второй балластный резистор 25 подключен к точке соединени  измерительной и дополнительной обмоток 6 и 9, а вход - к входной клемме 28, выходы распределител  26 импульсов подключены к управл ющим входам АЦП 15, вычислительного блока 19., цифрового индикатора 20 и к управл ющим входам первого и второго переключателей 21 и 22, свободный вывод измерительной обмотки 6 подключен к входной клемме 27, свободньй вывод дополнительной обмотки 9 подключен к вторым выходам первого и второго переключателей 21 и 22, а второй вывод -вспомогательного источника 23 тока подключен к точке соединени  второго ,балластного резистора 25, измеритель-, ной б и дополнительной 9 обмоток. : Устройство дл  измерени  посто нного тока работает следующим образом. В первом такте работы устройства сигналом с распределител  26 импульсов уста:навливают переключатель 22 в верхнее по положение, а переключатель 21 оставл ют в исходном, верхнем по схеме, положении. При этом источник 23 тока нагружен балластньи резистором 24, а измер емьй ток 1 протекает по обмоткам 6 и 9. Током возбуждени , протекающим по обмоткам 4 и 5, магнитопроводы 2 и 3 дважды за период привод тс  в состо ние насыщени , причем таким образом, что магнитные потоки в них имеют противоположные знаки. С помощью ММП 1 преобразуют измер емый ток в посто нное магнитное поле, а затем - в ЭДС четных гармоник частоты тока возбуждени . Фильтром 10 вьщел ют вторую гармонику , усиливают ее усилителем 11, преобразуют фазовым детектором 12 в посто нньй ток, усилителем 13 этот ток усиливают и посредством блока 14 обратной св зи пропускают по обмотке 8 обратной св зи, АЦП 15 преобразует выходной сигнал усилител  13 в цифровой код, которьй записываетс  в вычислительном блоке 19. Во втором такте по команде от распределител  26 импульсов переключатель 21 перевод т в нижнее по схеме положение, а переключатель 22 возврап1ают в нижнее по схеме, исходное положение. Тем самьм, ток источника 23 пропускают по обмотке 9, а измер емый ток 1 пропускают по обмотке 6 к балластному резистору 25. Вновь ММП 1 преобразует измер емый ток в посто нное магнитное поле, а последнее - в ЭДС аналогично преобразовани м первого такта. В блоке 19 записываетс  код результата измерени  во втором такте. В третьем такте распределителем 26 импульсов переключатели 21 и 22 устанавливают в исходные (как показано на схеме) положени . Измер емый ток 1 пропускают, как и ранее, по 15 обмотке 6 и балластному резистору 25, а обмотка 9 - обесточена. В вычислительный блок 19 заноситс  результат измерени  третьего такта. В четвертом такте распределитель 20 26 импульсов отключает АЦП 15 от блока 19, в котором из результатов измерени  в первом и втором тактах вычитают результат измерени  в третьем такте и получают две разности, 25 одну из которых дел т на другую. Частное от делени  высвечивают в первых трех тактах следующего цикла измерени . На выходе АДП 15 измер емый ток 30 1( в первом такте работы устройства преобразован в количество испульсов Kur К , ; +Уо7- к„„п Woe д,,) +.ДН.1, (1) -коэффициент передачи ММП 1; где- -коэффициент передачи избиК рательного тракта; 40 -коэффициент преобразовани  А1Щ 15; 1 - длина средней магнитной линии магнитопровода ММП 1; ftoc коэффициедт передачи блока 14 обратной св зи; -количество витков обмотки 8обратной св зи; -входной (измер емый) ток; и - количества витков измерительной обмотки 6 и дополнительной обмотки 9соответственно; напр женность магнитного пол  в магнитопроводак 2 и 3, создаваема  внешними магнитными пол ми (помехами ) . ва пр то ют ст с  сов дел раб ван выч N,«2 с  то сле отк 45 и и рез ным ном Это ки ка мер ста вли 21 воз тов Количество импульсов N, записыют в вычислительный блок 19. Во втором такте через обмотку 9 опускают образцовый ток I, от исника 23 тока. В блок 19 записываколичество импульсов N, соответующее К ММП К 17 ит Ацп ТЧ Ьос-Кл 1о W.on+ йН-1). Ig отключаетВ третьем такте ток от обмотки 9. Количество импульN , записываемое в блок 19, опре етс  как К. P oc-K;«MnKHT-W ( + uH-1). в четвертом такте производ т оботку результатов, зарегистрироных в предыдутцих тактах. При этом исл ют разности: К,... К,, К, N, Y ОС ММП т/V WNin ЛТ . . N3 К „.-We UT ОС(5) Окончательный результат получаетиз выражений (А) и (5) в виде: х Если обозначить N, - N, выражение (6) можно записать в дующей форме: Ij, NX 1о , (7) уда можем записать 1. NX -т(8) Именно это количество импульсов ндицируют в блоке 20 Величины сопротивлений балластных исторов 24 и 25 выбираютс  рави активному сопротивлению посто ну току дополнительной обмотки 9. обеспечивает неизменность как дл  вспомогательного источни23 тока, так и дл  источника из емого тока, что необходимо дл  билизации токов и дл  уменьшени   ни  переходных процессов. С этой же целью переключатели и 22 следует выбрать с наименьшим можным временем перелета контакпри переключении.

Погрешность предложенного устройства , согласно выражению (6) зависит от погрешности образцового тока 1 и погрешности дискретности. Погрешность образцового тока может составл ть величину пор дка +5-10 %. Кажда  составл юща  погрешности дискретности может быть доведена до величины в 5-10 раз меньшей погрешности образцового тока. Указанные погрешности не коррелированы между собой , в св зи с чем результирующа  среднеквадратическа  погрешность измерени  посто нного тока составл ет величину пор дка %.

В предлагаемом устройстве исключена погрешность измерени  от вли ни  внешних неизменных посто нных магнитных полей, и значительно ослаблено вли ние медленно измен ющихс  посто нных магнитных полей. I

Благодар  поочередному пропусканию образцового тока 1, источника 3 и измер емого тока 1 через одну и ту же дополнительную обмотку 9, отпала необходимость во второй дополнительной обмотке, что упростило ММП 1 и устройство в целом, повысило Точность измерени ,за счет исключени  погрешности отношени  количеств витков дополнительных обмоток.

Ф о рмула изобретени 

Устройство дл  измерени  посто нного тока, содержащее магнитомодул п 1онный преобразователь, выполненньй на двух магнитопроводах с обмотками возбуждени , измерительной, дополнительной , индикаторной и обратной св зи, последовательно включенные между выводами двух последних обмоток первый фильтр, усилитель переменного тока, фазовый детектор, усилитель посто нного тока и блок обратной

св зи, последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь, вычислительньй блок и цифровой индикатор , первый выход задающего генератора подключен к управл ющему вхоДУ фазового детектора, а второй через последовательно соединенные делитель частоты и второй фильтр - к свободным выводам последовательно соединенных между собой обмоток во- .

збуждени , вспомогательньй источник, первьй вывод которого подключен к сигнальному входу первого переключател , первьй выход которого подключен через первьй балластньй резистор

к второму выводу вспомогательного

источника тока, второй переключатель, первьй выход которого через второй балластньй резистор подключен к соединенным между собой измерительной

и дополнительной обмоткам, а вход к первой входной клемме, распределитель импульсов, выходы которого соединены с соответствующими управл ющими входами аналого-цифрового преобразовател , вычислительного блока,

цифрового индикатора и переключателей, выход усилител  посто нного тока соединен с сигнальньм входом аналогоцифрового преобразовател , свободньй вывод измерительной обмотки подключен к второй входной клемме, отличающеес  тем, что, с це- . лью упрощени  и повьштени  точности, свободньй вывод дополнительной обмотки подключен к вторым выходам первого и второго переключателей, а второй вывод вспомогательного источника тока подключен к второму балластному резистору.