SU864149A1

SU864149A1 - Current-to-voltage converter

Info

Publication number: SU864149A1
Application number: SU792811023A
Authority: SU
Inventors: Станисловас Кестутис Барткявичюс; Повилас Повило Пукис; Людас Юргио Пятрушкявичюс; Александрас Стасио Савиленис
Original assignee: Каунасский Политехнический Институт Им.Антанаса Снечкуса
Priority date: 1979-08-27
Filing date: 1979-08-27
Publication date: 1981-09-15

Description

Изобретение относитс к измерител ной технике и может быть использовано в устройствах автоматики дл преобразовани переменного тока в перемен .ное напр жение. Известен преобразователь тока в напр жение, содержащий усилитель и трансформатор с двум вторичными обмотками, одна из которых подключена ко входу усилител , а втора вторична обмотка трансформатора подклю чена к выходу усилител параллельно l . Недостаток данного преобразовател - гальваническа св зь выхода с источником питани усилител , что снижает точность преобразовани за счет наличи в выходном сигнале флюктуации напр жени источника питани . Известен преобразователь тока в напр жение, содержащий первый трансформатор , первична обмотка которого соединена с входными шинами, первый усилитель, один вход которого соединен с другим входом и с общей шиной через первую вторичную обмотк первого трансформатора, а выход соединен с общей шиной через последов тельно соединенные резистор и вторук вторичную обмотку первого трансфор- матора и через первую первичную обмотку второго трансформатора с первым входом второго усилител , второй вход которого соединен с общей шиной, а выход соединен с общей шиной через вторую первичную обмотку второго т рансформатора, первый вывод вторичной обмотки которого соединен с первой выходной шиной 2 . Недостатком зтого преобразовател вл етс невысока точность преобразовани из-за уменьшени выходного напр жени при увеличении тока нагрузки . Цель изобретени - повышение точности преобразовател тока в напр жение . Поставленна цель достигаетс тем, что в преобразователе тока в напр жение, содержанием первый трансформатор , первична обмотка которого соединена с входными шинами, первый усилитель, один вход которого соединен с другим входом и общей шиной через первую вторичную обмотку первого трансформатора, а выход со-. единен с общей шиной через последовательно соединенные резистор и вторую вторичную обмотку первого трансформатора и через первую первичную обмотку второго трансформатора с первым входом второго усилител , второй вход которого соединен с. общей шиной, а выход соединен с общей шиной через вторую первичную обмотку второго трансформатора, первый вывод вторичной обмотки которого (Соединен с первой выходной шиной, втора выходна шина соединена со вторым выводом вторичной обмотки второго трансформатора через дополни .тельно введенную в первый трансформатор третью вторичную обмотку.The invention relates to a measuring technique and can be used in automation devices for converting alternating current into alternating voltage. A current to voltage converter is known, which contains an amplifier and a transformer with two secondary windings, one of which is connected to the input of the amplifier, and the second secondary winding of the transformer is connected to the output of the amplifier in parallel l. The disadvantage of this converter is the galvanic connection of the output to the power supply of the amplifier, which reduces the conversion accuracy due to the presence in the output signal of the voltage fluctuation of the power supply. A current-to-voltage converter is known, which contains a first transformer, the primary winding of which is connected to the input buses, the first amplifier, one input of which is connected to another input and to the common bus through the first secondary winding of the first transformer, and the output is connected to the common bus through serially connected the resistor and the secondary winding of the first transformer and through the first primary winding of the second transformer with the first input of the second amplifier, the second input of which is connected to the common bus, and the output from union of the common bus through a second primary winding of the second ransformatora m, the first terminal of the secondary winding of which is connected to the first output line 2. The disadvantage of this converter is the low conversion accuracy due to a decrease in the output voltage as the load current increases. The purpose of the invention is to improve the accuracy of the current-to-voltage converter. The goal is achieved by the fact that, in the current-voltage converter, the content of the first transformer, the primary winding of which is connected to the input buses, the first amplifier, one input of which is connected to the other input and the common bus through the first secondary winding of the first transformer, and the output co. it is uniform with the common bus through series-connected resistor and the second secondary winding of the first transformer and through the first primary winding of the second transformer with the first input of the second amplifier, the second input of which is connected to. common bus and the output is connected to the common bus through the second primary winding of the second transformer, the first output of the secondary winding of which (connected to the first output bus, the second output bus connected to the second output of the secondary winding of the second transformer through the additional secondary winding additionally to the first transformer .

На чертеже представлена схема преобразовател тока в напр жение,The drawing shows a current to voltage converter circuit,

Преобразователь тока в напр жение содержит трансформатор 1, со вторичными обмотками 2-4 и первичной обмоткой 5, соединенной с входными шинами , усилитель 6, один вход которого соединен с другим входом и общей шиной через вторичную обмотку 2, усилитель 7, трансформатор 8, с первичн1ми обмотками 9 и 10 и вторичной обмоткой 11, один вывод которой соединен с первой выходной шиной, а второй вывод - со второй выходной шиной через вторичную обмотку 4, выход усилител 7 соединен с общей шиной через первичную обмоткУ 9, один вход - с общей шиной, а другой вход - с выходсм усилител 6 через первичную обмотку 10, выход усилител б соединен с общей шиной через последовательно включенные резистор 12 и вторичную обмотку 3, The current-to-voltage converter contains a transformer 1 with secondary windings 2-4 and primary winding 5 connected to input buses, an amplifier 6, one input of which is connected to another input and a common bus through a secondary winding 2, amplifier 7, transformer 8, with the primary windings 9 and 10 and the secondary winding 11, one output of which is connected to the first output bus, and the second output to the second output bus through the secondary winding 4, the output of the amplifier 7 is connected to the common bus through the primary winding 9, one input - with the common bus and another entrance - with the output of the amplifier 6 through the primary winding 10, the output of the amplifier b is connected to the common bus through a series-connected resistor 12 and the secondary winding 3,

Преобразователь тока в напр жение работает следующим образом.The current-to-voltage converter operates as follows.

Преобразуемый ток ( поступает на первичную обмотку 5, трансформатора 1. Магнитодвижуща сигнал (МДС) создаетс током в сердечнике трансформа .тора 1, Разность (МДС) в сердечнике трансформатора 1 создает магнитный поток рассогласовани . Этот магнитный поток наводит ЭДС в обмотке 2 трансформатора 1, котора включена на входе усилител 6. Напр жение меду зажимами обмотки 2, усиленное усилителем 6, создает ток в цепи, состо щей из последовательно соединенных обмоток 3 и резистора 12. При большом коэффициенте усилени усилител 6, МДС созданые токами в обмотках 2 и 3 практически равны. А ток в компенсационной обмотке 3 в установившемс режиме следует закону изменени тока. Выходное напр жение усилител 6 равно сумме падений напр жени на сопротивлении обмотки 3 и на сопротивлении резистора 12. При большом- коэффициенте усилени усилител 6 в установившемс режиме магнитный поток в сердечнике трансформатора1 пренебжрежно мал. Если пренебречь этим магнитным потоком и паразитными параметрами обмотки 3, выходное напр жение усилтел б равно сумме падений напр жени на активном сопротивлении обмотки 3 и на сопротивлении резистора 12. Следовательно, напр жение U следует закону изменени тока I. Таким образом, каскад, собранный на трансформаторе 1 и усилителе 6, работает как преобразователь тока I в напр жение и. Разность напр жени U и ЭДС, наведенной в обмотке 10 транса форматора 8, поступает на вход уси0 лител 7, на выходе которого включена обмотка 9. Ток в этой обмотке и создает магнитный поток в сердечнике трансформатора 8, который наводит ЭДС в обмотке 10. При достаточноConvertible current (supplied to the primary winding 5, transformer 1. Magnetic-motive signal (MDS) is generated by the current in the core of the transformer 1, Difference (MDS) in the core of the transformer 1 creates a magnetic flux error. This magnetic flux induces an emf in the winding 2 of transformer 1, which is connected at the input of amplifier 6. The voltage of the honey clamps of winding 2, amplified by amplifier 6, creates a current in the circuit consisting of series-connected windings 3 and resistor 12. With a high gain factor of amplifier 6, MDS created by currents windings 2 and 3 are almost equal. And the current in the compensation winding 3 follows the law of current variation in steady state 3. The output voltage of amplifier 6 is equal to the sum of the voltage drops on the resistance of winding 3 and on the resistance of resistor 12. With a large gain factor of 6 in steady state, the magnetic flux in the core of the transformer 1 is negligible. If we ignore this magnetic flux and parasitic parameters of the winding 3, the output voltage of the amplifier b is equal to the sum of the voltage drops across the active resistance winding 3 and the resistance of the resistor 12. Therefore, the voltage U follows the law of change of current I. Thus, the cascade assembled on transformer 1 and amplifier 6, works as a current converter I to voltage and. The voltage difference U and EMF induced in the winding 10 of the transformer 8 is fed to the input of the amplifier 7, the output of which is connected to the winding 9. The current in this winding creates a magnetic flux in the core of the transformer 8, which induces an emf in the winding 10. At enough

5 большом коэффициенте усилени усилител 7 ЭДС, наведенна в обмотке 10 практически уравновешивает напр жение и и напр жение рассогласовани , поступающее на вход усилител 7 буQ дет незначительным. В таком случае ЭДС в обмотке 10 и тем самьа и в обмотке 11 следует закону изменени напр жени . А ЭДС в обмотке 11 образует выходной сигнал преобразовател . Следовательно, каскад, состо щий из усилител 7 и трансформатора 8, преобразует напр жение 0 в ЭДС, наг водимую в обмотке 11. С целью компенс ации зависимости выходного напр жени от тока нагрузки последовательно с обмоткой 11 трансформатора 85, the high gain of the amplifier 7, the emf induced in the winding 10, practically balances the voltage and and the error voltage supplied to the input of the amplifier 7 will be negligible. In this case, the EMF in the winding 10 and the same in the winding 11 follows the law of voltage variation. And the EMF in the winding 11 forms the output signal of the Converter. Consequently, a cascade consisting of amplifier 7 and transformer 8 converts voltage 0 into electromotive voltage, driven in winding 11. To compensate for the dependence of the output voltage on the load current in series with winding 11 of transformer 8

BJ(лючeнa обмотка 4 трансформатора 1. Эта обмотка образует положительную обратную св зь по току: МДС созданные токами в обмотках 5 и 4 имеютBJ (switch 4 winding of transformer 1. This winding forms positive current feedback: MDS created by currents in windings 5 and 4 have

5 одинаковое направление.. В результате этого увеличение тока нагрузки приводит к увеличению тока в компенсационной обмотке 3, и тем самь и к увеличению напр жени tf . А это5 in the same direction. As a result, an increase in the load current leads to an increase in the current in the compensation winding 3, and thus to an increase in the voltage tf. And this

0 вызывает увеличение ЭДС в обмотке0 causes an increase in emf in the winding

11. Следовательно, при наличии обмо тки 4, в зависимости от величины тока нагрузки, мен етс коэффициент передачи ток - ЭДС обмотки 11. При подборе числа витков обмотки 4 можно11. Therefore, in the presence of winding 4, depending on the magnitude of the load current, the current transfer ratio — the electromotive voltage of the winding 11 — varies. By selecting the number of turns of the winding 4,

полностью компенсировать вли ние величины сопротивлени нагрузки на выходное напр жение преобразовател Цц .. to fully compensate for the effect of the load impedance on the output voltage of the converter Tsz ..

Использование преобразовател в 0 устройствах автоматики и измерительной техники позвол ет повысить точность преобразовани при изменении в широких пределах тока нагрузки.The use of a converter in 0 automation devices and measuring equipment allows to increase the accuracy of conversion when changing over a wide range of load current.

Claims

1. Author's certificate of the USSR 1 721755, cl. 6 01 R 19/10, 1977.

2. Measuring equipment, 1975, No. 1, s, 73 (prototype).