SU1449915A1 - Измерительный преобразователь тока - Google Patents

Abstract

Изобретение может быть использовано в измерительной технике и автоматике . Цель изобретени  - повьше- ние динамической точности, устойчивости и снижение потребл емой мощности . Введение дополнительного трансформатора 5 с сердечником из того же материала, что и у основного трансформатора 1, позвол ет осущест- , вить цепь обратной св зи по сигналу ошибки. В нее вход т последовательно соединенные идентичные обмотки 4 и 6 и усилитель 9. 1 ил.

Description

Изобретение относится к устройствам измерительной техники, предназначено для преобразования переменного Фока в ток с гальваническим разделением контролируемой и измерительной цепей и может быть использовано в измерительной технике и автоматике.

Цель изобретения - повышение динамической точности, повышение устойчивости и снижение потребляемой мощности.

На чертеже представлена схема преобразователя тока.

Преобразователь содержит первый 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.

Преобразуемый ток I_RX поступает в первичную обмотку 2 трансформатора 1 . Конец обмотки 4 трансформатора 1 соединен с началом обмотки 6 трансформатора 5, другой вывод которой подключен к общей шине, начало же обмотки 4 подключено к инвертирующему входу операционного усилителя 9, выход которого подключен к началу обмотки 7 трансформатора 5, а неинвертирующий вход - к общей шине. Конец обмотки 7 трансформатора 5 подключен к резистору 8 нагрузки, куда подключено и начало обмотки 3 трансформатора 1, другие же выводы обмотки 3 и резистора 8 нагрузки подключены к . общей шине.

Преобразователь работает следующим образом.

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

операционного (I₄ = 0), to • · (2)

Так как входной ток усилителя 9 весьма мал из (1) следует, что т Н< 1<

Ввиду того, что напряжение между дифференциальными входами усилителя 9 близко к нулю, напряжения, наведенные в обмотке 4 трансформатора 1 и в ны.

обмотке 6 трансформатора 5, равТаким образом ^W4^S'5F = ^Wb^S^

W₆ - числа витков обмоток 4 и 6 соответственно^

S₅ - 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:

где w₄,

So

Bo

W₄S, = W₆Sy , получаем:

dB, _ dB_? dt dt или (4) (5) (6)

B,(t) ^B_s(t).

Следовательно,

H,(t) = H_y(t) .

Определим ток 1_?, поступающий на резистор 8 нагрузки. Согласно закона полного тока для сердечника трансформатора 5 получаем

I₆W₆ - I₇W₇+ Н₅1у °, (7) где

Из закона полного тока для сердечника трансформатора 1 следует,что i_Bxw₄ ^e A^w* ^{+ + н}|1< /1) где W₂, W₃, •

н,

- числа витков обмоток 2-4 соответственно·,

- напряженность магнитного поля в сердечнике трансформатора 1;

- средняя длина магнитной силовой линии сердечника трансформатора 1.

- числа витков обмоток 6 и 7 соответственно;

- напряженность магнитного поля в сердечнике трансформатора 5;

- средняя длина магнитной силовой линии сердечника трансформатора 5.

ранее сделанных предположе^W7

При ниях то

1₆ = 1_Ф = о,

1, (8)

Выходной ток преобразователя определяется суммой токов 1₇ и

1_вых = Ц ⁺ <9)

Подставив в выражение (9) значения соответствующих токов из (2) и (8) получаем т = _ Н<1, ₊ Н . д,

W _э W, w_z ^А

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

-2<- = Ъ_

W, W₇ (11) погрешность преобразования тока отсутствует и

I

I = . (12) ^Хвых

Как следует из выражения (12), величина выходного тока преобразователя пропорциональна входному току I _βχ 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)] может быть значительно меньше сердечника трансформатора 1, если W₇^W₃, а w_{6 7}w₄.

Claims (1)

1. Формула изобретения Измерительный 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 ’θ чающийся тем, что, с целью повышения динамической точности, устойчивости и снижения потребляемой мощности, введен второй трансформатор с двумя обмотками, сердечник которого сделан нз 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 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 выводом - к общим выводам резистора нагрузки и второй вторичной обмотки первого трансформатора, вторые выводы которых подключены к общей шине.