SU1291889A1

SU1291889A1 - D.c.instrument transducer

Info

Publication number: SU1291889A1
Application number: SU853896476A
Authority: SU
Inventors: Валентин Васильевич Калиниченко
Original assignee: Объединенный Институт Ядерных Исследований
Priority date: 1985-05-16
Filing date: 1985-05-16
Publication date: 1987-02-23

Abstract

Изобретение относитс к электронике . Цель - повышение точности измерительного преобразовател посто нного тока (ИШ1Т). ИШ1Т содержит магнитопроводы 1 и 2 с обмотками рабочими 4 и 5,смещени 6,компенсационной 7 и измерительной 8, магнитный экран 3, источник (И) 9 переменного тока, вентильный блок 10, И 11 посто нного тока. Дл достижени цели в ИППТ введены эталонный резистор 12, усилитель 13 посто нного тока, шунтирующий резистор 14, магнитопроводы 1 и 2 помещены в магнитный экран 3, а вентильный блок 10 имеет.выходные выводы 24 и 25. Изобретение уменьшает магнитные св зи между компенсационными 7 и измерительными 8 обмотками, а также измен ет ток смещени в зависимости от токов измерительных обмоток 8. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. (О ФигThe invention relates to electronics. The goal is to improve the accuracy of the measuring DC converter (ICH1T). ISH1T contains magnetic cores 1 and 2 with working windings 4 and 5, offset 6, compensatory 7 and measuring 8, magnetic screen 3, AC source (I) 9, valve block 10, and DC 11. To achieve the goal, a reference resistor 12, a DC amplifier 13, a shunt resistor 14, the magnetic cores 1 and 2 are placed in the magnetic screen 3, and the valve unit 10 has output terminals 24 and 25, introduced into the MEPT. The invention reduces the magnetic coupling between the compensatory 7 and measuring 8 windings, and also changes the bias current depending on the currents of the measuring windings 8. 1 Cp f-ly, 2 ill. (About FIG

Description

Изобретение относитс к электро измерени м и может быть использова но в приборах дл измерени посто нного тока большой величины.The invention relates to electrical measurements and can be used in instruments for measuring direct current of large magnitude.

Цель изобретени повьшение точности путем ументжени магнитной св зи между рабочими и компенсационной обмотками, а также изменени тока смещени в зависимости от токов рабочих обмоток.The purpose of the invention is to increase accuracy by reducing the magnetic coupling between the working and compensation windings, as well as changing the bias current depending on the currents of the working windings.

На фиг. 1 представлена структурна схема измерительного преобразовател ; на фиг. 2 - электрическа схема вентильного блока.FIG. 1 shows a block diagram of a measuring converter; in fig. 2 - electric circuit of the valve block.

Измерительный преобразователь посто нного тока содержит первый 1 и второй 2 магнитопроводы, магнитный экран 3. На первом магнитопро- воде 1 размещена перва рабоча обмотка 4, а на втором магнитопрово- де 2 - втора рабоча обмотка 5. На обоих магнитопроводах 1 и 2 одновре- менно размещены обмотка 6 смещени , компенсационна 7. и измерительна 8 обмотки. Источник 9 переменного тока подключен к входу вентильного блока 10, перва пара выходных выводов которого подключена к рабочей обмотке 4, а втора - к рабочей обмотке 5. Источник 11 посто нного тока соединен первым выводом с первым выводом обмотки 6 смещени , а вторым выводом - с вторым выводом этой же обмотки через эталонный резистор 12, выводы которого подключены к третьей паре выходных выводов вентильного блока 10 и к входу усилител 13 посто нного тока, параллельно выходу которого подключен шунтирующий резистор 14. Первый выходной вывод усили- тел 13 подключен к первому выводу компенсационной обмотки 7, второй вывод которой через измерительный прибор 15 подключен к второму выходному выводу усилител 13. Измеритель на обмотка 8 подключена к выводам- зажимам 16 и 17.The measuring transducer of direct current contains the first 1 and second 2 magnetic cores, the magnetic shield 3. On the first magnetic core 1 there is a first working winding 4, and on the second magnetic circuit 2 - a second working winding 5. On both magnetic cores 1 and 2 simultaneously. A bias winding 6 is placed, compensatory 7. and a winding measuring 8. The AC source 9 is connected to the input of the valve unit 10, the first pair of output terminals of which is connected to the working winding 4, and the second to the working winding 5. The direct current source 11 is connected to the first output of the first output winding 6 of the winding 6 the second output of the same winding through the reference resistor 12, the conclusions of which are connected to the third pair of output terminals of the valve unit 10 and to the input of the DC amplifier 13, parallel to the output of which is connected a shunt resistor 14. The first output output is The driver 13 is connected to the first terminal of the compensation winding 7, the second terminal of which through the measuring device 15 is connected to the second output terminal of the amplifier 13. The meter to the winding 8 is connected to the terminals 16 and 17.

Вентильный блок 10 содержит еле- The valve block 10 contains barely

дующие пары входных.и выходных выво- 50 приложено к входу усилитедов-зажимов: пару входных зажимов 18 и 19, первую 20 и 21, вторую 22 и 23 и третью 24 и 25 пары выходных зажимов. Первый вьпсодной зажим 20 первой пары соединен с первым выходным зажимом 24 третьей пары и анодом первого диода 26. Второй выходной зажим 21 первой пары соединен с анодом второго диода 27. Первый выThe following pairs of input and output terminals are connected to the input of amplified terminals: a pair of input terminals 18 and 19, the first 20 and 21, and a second 22 and 23 and the third 24 and 25 pairs of output terminals. The first clamp 20 of the first pair is connected to the first output clip 24 of the third pair and the anode of the first diode 26. The second output clip 21 of the first pair is connected to the anode of the second diode 27. The first you

35 40 45 35 40 45

ходной зажим 22.второй пары соединен с катодом третьего диода 28, второй выходной зажим 23 соединен с вторым выходным зажимом 25 третьей пары и катодом четвертого диода 29. Катод первого диода 26 соединен с анодом четвертого диода 29 и вторым входным зажимом 19. Катод второго диода 27 соединен с анодом третьего диода 28 и первым входным зажимом 18. Анод второго диода 27 соединен с катодом третьего диода 28 через резистор 30.the terminal 22 of the second pair is connected to the cathode of the third diode 28, the second output terminal 23 is connected to the second output terminal 25 of the third pair and the cathode of the fourth diode 29. The cathode of the first diode 26 is connected to the anode of the fourth diode 29 and the second input terminal 19. The cathode of the second diode 27 is connected to the anode of the third diode 28 and the first input terminal 18. The anode of the second diode 27 is connected to the cathode of the third diode 28 through a resistor 30.

Измерительный преобразователь посто нного тока работает следующимThe DC / DC converter is as follows.

5 образом.5 way.

Измер емьй ток I, протека через измерительную обмотку 8 с числом витков W, создает магнитодвижущую силу IW в магнитопроводах 1 и 2 и магнитном экране 3. Через обмотку 6 смещени с числом витков W протекает ток Ip от источника 11 посто нного тока, который создает в магнитопроводах 1 и 2 магнитодвижущую силу ICH,WP , совпадающую по направлению с магнитодвижущей силой IW.The measured current I, flowed through the measuring winding 8 with the number of turns W, creates the magnetomotive force IW in the magnetic cores 1 and 2 and the magnetic screen 3. Through the offset winding 6 with the number of turns W the current Ip flows from the DC source 11, which creates magnetic cores 1 and 2 of the magnetomotive force ICH, WP, coinciding in direction with the magnetomotive force IW.

Выходной ток источника 9 переменного тока протекает через вентильный блок 10 и через рабочие обмоткиThe output current of the source 9 of the alternating current flows through the valve block 10 and through the working winding

4 и 5 ( kaждa с числом витков Wp) и представл ет собой переменный ток практически пр моугольной формы с амплитудой IP. После преобразовани этого тока в вентильном блоке 10 на выходе последнего получают посто н0 4 and 5 (each with the number of turns Wp) and represents an almost rectangular alternating current with an amplitude IP. After converting this current in the valve block 10, the output of the latter is constant

5five

ный ток величиной 1р. Выходной ток 1 вентильного блока подводитс к двум параллельным , включающим эталонный резистор 12 и обмотку 6 смещени , причем, так как в цепи обмотки 6 смещени включен источник 11 посто нного тока, ток через обмотку 6 равен 1с,.ny current of 1p. The output current 1 of the valve unit is supplied to two parallel ones, including the reference resistor 12 and the bias winding 6, moreover, since the direct current source 11 is connected to the bias winding circuit 6, the current through the winding 6 is 1 s.

Через эталонный резистор 12 протекает разностньш ток I| -Ip-Ij., так как в последнем указанные токи имеют встречное направление. Падение напр жени на эталонном резисторе 12Through the reference resistor 12 flows the difference current I | -Ip-Ij., Since in the latter the indicated currents have a counter direction. The voltage drop across the reference resistor 12

приложено к входу усилител 13 посто нного тока (R,, - номиэг attached to the input of the amplifier 13 DC (R ,, - nomieg

нальна величина эталонного резистора 12). Измерительный преобразователь вл етс замкнутой системой ав- 55 томатического регулировани след щего типа и напр жение Ц вл етс действующим рассогласованием в контуре след щей системы. Под действием напр жени Uj, на выходе усилител 13 посто нного тока по вл етс ток, одна часть кот орого протекает через шунтирующий резистор 14, а друга , равна 1, - через последовательно соединенные измерительный прибор 15 и компенсационную обмотку 7 с числом витков W, Тогдаthe value of the reference resistor 12). The transmitter is a closed-loop system of automatic control of the tracking type and the voltage is the current error in the loop of the tracking system. Under the action of the voltage Uj, a current appears at the output of the DC amplifier 13, one part of which flows through the shunt resistor 14, and the other is equal to 1, through the serially connected measuring device 15 and the compensation winding 7 with the number of turns W, Then

1.one.

KUg, где К - коэффициент передачи усилител 13 посто нного тока.KUg, where K is the transfer coefficient of the amplifier 13 of direct current.

Условие баланса всех м.д.с., действующих на магнитопроводы 1 и 2 (при обычных упрощающих допущени х), можно представить в видеThe balance condition of all rs.s. acting on the magnetic cores 1 and 2 (with the usual simplifying assumptions) can be represented as

IW +Iw +

IpWp Ipwp

IK KПри большом коэффициенте передачи К усилител 13 посто нного тока статическое рассогласование, в замкнутом контуре след щей системы имеет малую величину. Ввиду малости Up можно считать , что , кроме того, с учеполучаютIK KWhen a high transmission coefficient K of the amplifier 13 is of a direct current, the static mismatch in the closed loop of the tracking system is small. Due to the smallness of Up, it can be considered that, in addition, with

- -

том услови W... W,tom condition W ... W,

смcm

I I,W,/W.I I, W, / W.

Величина измер емого тока I определ етс умножением показаний измерительного прибора 15 на коэффициент , определ емый чисто конструктивными параметрами устройства.The magnitude of the measured current I is determined by multiplying the readings of the measuring device 15 by the coefficient determined by the purely design parameters of the device.

Надежна работа измерительного преобразовател обеспечиваетс соответствующим выбором I по сравнению с I с учетом числа витков W и ,, а именно:Reliable operation of the measuring transducer is ensured by an appropriate choice of I compared to I, taking into account the number of turns W and, namely:

-I.W-I.W

сwith

0,0,

гдеWhere

т t

амплитуда случайного отрицательного импульса тока в измерительной обмотке 8 устройства, возникающего вследствие, например, переходного процесса в исследуемом объекте.the amplitude of a random negative current pulse in the measuring winding 8 of the device, resulting from, for example, a transient process in the object under study.

Вентильный блок (фиг. 2) обеспечивает уменьшение пульсаций тока 1„ (и соответственно напр жени U). Уменьшение пульсаций тока в эталон- .ном резисторе 12 достигаетс вследствие частичного наложени полуволн токов, формирующихс в первой 4 и второй 5 рабочих обмотках. Резистор 30 обеспечивает более глубокое нacьш eниe магнитопроводов 1 и 2 в нерабочие дл них части периода напр жени источника 9 переменного тока, что увеличивает наложение полThe valve block (Fig. 2) provides a reduction in current pulsations of 1 "(and, accordingly, voltage U). A reduction in the current ripple in the reference resistor 12 is achieved due to the partial overlapping of the half-currents formed in the first 4 and second 5 working windings. The resistor 30 provides a deeper connection of the magnetic cores 1 and 2 to the non-working parts of the period of the voltage of the AC source 9, which increases the imposition of the field

JOJO

29188942918894

волн токов обмоток 4 и 5 и, таким образом, способствует у 1еньшению пульсаций напр жени U при использовании измерительного преобразовател в режиме измерени малых токов и при малом значении (.waves of currents of windings 4 and 5 and, thus, it helps to reduce the ripple voltage U when using the measuring transducer in the mode of measuring small currents and at a small value (.

Благодар уменьшению пульсаций напр жени U | достигаетс расширение полосы пропускани след щей системы и, следовательно, улучшение её динамических характеристик, что обеспечивает уменьшение динамической ошибки измерительного преобразовател .By reducing the ripple voltage U | the bandwidth of the servo system is increased and, consequently, its dynamic characteristics are improved, which reduces the dynamic error of the measuring transducer.

Введение магнитного экрана 3 ос- 5 лабл ет св зь между рабочими 4 и 5 и компенсационной 7 обмотками, вследствие чего уменьшаетс прохождение паразитной переменной составл ющей тока из цепи возбуждени в цепь измерительного прибора 15. Кроме того, магнитный экран 3 обеспечивает пр мую магнитную св зь измерительной 8 и компенсационной 7 обмоток , благодар чему обеспечиваетс передача переменной составл ющей измер емого тока в цепь измерительного прибора 15, что также обеспечивает уменьшение динамической ошибки измерительного преобразовател .The introduction of the magnetic screen 3 weakens the connection between the workers 4 and 5 and the compensation 7 windings, thereby reducing the passage of the parasitic variable component of the current from the excitation circuit to the circuit of the measuring device 15. In addition, the magnetic screen 3 provides a direct magnetic coupling measuring 8 and compensation 7 windings, thereby providing the transfer of the variable component of the measured current to the circuit of the measuring device 15, which also reduces the dynamic error of the measuring transducer spinner

2020

2525

30thirty

Передача переменной составл ющей измер емого тока из измерительной обмотки 8 в цепь компенсационной обмотки 7 осуществл етс с минималь35 ными искажени ми, если узел, включающий обмотку 8, магнитный экран 3 и обмотку 7, работает в режиме трансформатора переменного тока. Режим трансформатора тока достигаетс приThe variable component of the measured current is transferred from the measuring winding 8 to the compensation winding circuit 7 with minimal distortion if the node, including winding 8, magnetic shield 3 and winding 7, operates in the AC transformer mode. Current transformer mode is achieved at

40 коротком замыкании вторичной обмотки (в данном случае обмотки 7). Шунтированный резистор 14, включенный параллельно выходному сопротивлению усилител посто нного тока 13 и40 short circuit of the secondary winding (in this case, winding 7). A shunt resistor 14 connected in parallel with the output impedance of the DC amplifier 13 and

45 обеспечивающий режим работы обмотки 7, близкой к короткому замыканию, способствует уменьшению динамической ошибки измерительного преобразовател .45 providing a mode of operation of the winding 7, close to a short circuit, helps reduce the dynamic error of the measuring transducer.

Claims

1. Measuring converter of direct current, containing the first and second magnetic cores, on the first of which the first working winding is placed, on the second - the second, on both magnetic cores are placed an offset winding, compensation and measuring windings, valve block with two input terminals, the first of which is connected to the first output terminal of the source. AC, the first output terminal of the valve unit is connected to the second through a series-connected direct current source and the bias winding, the first output of the compensation winding is connected to the first output of the measuring instrument, and the terminals of the measuring winding are connected to the input busbars By the fact that, in order to increase the accuracy, a reference resistor, a DC amplifier and a shunt resistor were additionally introduced into it, with the magnetic conductors placed in a magnetic screen.

on top of which is placed the gauge-20 of the second additional pair of conclusions.

on and compensation winding, valve block is made with an additional two pairs of output terminals, to each of which are connected

one of the working windings, the second input 25 is also connected to the output terminal of the valve unit connected to the second output terminal of the alternating current source; a reference resistor, 30, is connected between the first and second output terminals of the valve unit.

the second output of the first additional pair is connected to the anode of the third diode and through a resistor to the second output of the second additional pair, a fourth

In addition, the diode, the cathode of the first diode and the anode of the second diode are connected to the first input terminal, and the cathode of the third diode and the anode of the fourth diode are connected to the second input terminal.

20 21

Compiled by A. Puchkovsky Editor I. Derbak Tehred L. Svrdyukova Proofreader A. Obruchar

Order 227/43 Circulation 731. Subscription of the USSR State Committee

for inventions and discoveries 113035, Moscow, Zh-35, Raushsk nab, d. A / 5

Production and printing company, Uzhgorod, st. Project, 4

18896

In addition, they are connected to the input of the DC amplifier, in parallel to the terminals of which a shunt resistor is connected, the first terminal of which is connected to the second terminal of the compensation winding, and the second terminal to the second branch of the measuring device.

2. The converter according to claim 1, characterized in that the valve block is made of the first, second, third, fourth diodes and a resistor, and the output one.

the pin is connected to the anode of the first diode and the first pin of the first additional pair of output pins, the second output pin is connected to the cathode of the second diode and the first pin

also connected to

the second output of the first additional pair is connected to the anode of the third diode and through a resistor to the second output of the second additional pair, a quad

In addition, the diode, the cathode of the first diode and the anode of the second diode are connected to the first) input terminal, and the cathode of the third diode and the anode of the fourth diode are connected to the second input terminal.

22 23

2