NL8702471A - Schakeling voor het detecteren van een asymmetrie in de magnetiseringsstroom van een magnetische modulator. - Google Patents

Schakeling voor het detecteren van een asymmetrie in de magnetiseringsstroom van een magnetische modulator. Download PDF

Info

Publication number
NL8702471A
NL8702471A NL8702471A NL8702471A NL8702471A NL 8702471 A NL8702471 A NL 8702471A NL 8702471 A NL8702471 A NL 8702471A NL 8702471 A NL8702471 A NL 8702471A NL 8702471 A NL8702471 A NL 8702471A
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
peak value
circuit
current
diode
output
Prior art date
Application number
NL8702471A
Other languages
English (en)
Original Assignee
Holec Syst & Componenten
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Holec Syst & Componenten filed Critical Holec Syst & Componenten
Priority to NL8702471A priority Critical patent/NL8702471A/nl
Priority to EP88202309A priority patent/EP0314234B1/en
Priority to AT88202309T priority patent/ATE95314T1/de
Priority to DE88202309T priority patent/DE3884554T2/de
Priority to US07/258,500 priority patent/US4912396A/en
Priority to DK577588A priority patent/DK168719B1/da
Publication of NL8702471A publication Critical patent/NL8702471A/nl

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R15/00Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
    • G01R15/14Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
    • G01R15/18Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using inductive devices, e.g. transformers
    • G01R15/183Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using inductive devices, e.g. transformers using transformers with a magnetic core
    • G01R15/185Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using inductive devices, e.g. transformers using transformers with a magnetic core with compensation or feedback windings or interacting coils, e.g. 0-flux sensors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
  • Digital Magnetic Recording (AREA)
  • Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)

Description

NO 34641 i Do/jSm ^
Schakeling voor het detecteren van een asymmetrie in de magnetiserings-stroom van een magnetische modulator.
De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een schakeling voor 5 het detecteren van een asymmetrie in de door een referentiewisselspan-ning in een magnetische modulator veroorzaakte magnetiseringsstroom, in het bijzonder voor nulflux-detectie, welke magnetische modulator twee nagenoeg identieke, bewikkelde magneetkernen bevat, elk althans voorzien van een primaire wikkeling voor het toevoeren van een modulerende stroom 10 en een serieketen van een hulpwikkeling en een impedantie waarover een met de magnetiseringsstroom evenredige spanning ontstaat, waarbij de re-ferentiewisselspanning zodanig aan de respectieve serieketens wordt toegevoerd, dat in de modulerende stroom geen resulterende inductiestroom wordt geïnduceerd, en een met de impedantie van een serieketen gekoppel-15 de piekwaarde-detector.
Een schakeling van deze soort is bekend uit het artikel "Zero-Flux Current Transformer For Wide-Band Precision Measurement In AC And DC HV Systems”, door J. Lisser en A.J. van de Water, Proceedings IEE Fourth International Conference on AC and DC HV Power Transmission, London 20 23-26 Sept. 1985.
Magnetische modulatoren worden in hoofdzaak samen met andere elektronische schakelingen als gevoelige, breedbandige gelijkstroomverster-kers toegepast. De toepassingsgebieden liggen in hoofdzaak in industriële meet- en stuurinrichtingen, medische apparatuur en laboratorium-25 instrumenten waar een grote mate van nauwkeurigheid en stabiliteit is vereist.
De werking van een magnetische modulator is gebaseerd op de bekende niet-lineaire magnetiseringskromme van magnetisch materiaal. In zijn eenvoudigste vorm bestaat een magnetische modulator uit een kern van 30 magnetisch materiaal met een primaire en een secundaire wikkeling. De bijvoorbeeld te meten stroom wordt daarbij aan de ene wikkeling toegevoerd, terwijl aan de secundaire wikkeling een zodanig symmetrisch referentiewisselspanningssignaal wordt aangelegd, dat de kern periodiek in beide richtingen symmetrisch in magnetische verzadiging wordt ge-35 stuurd. Door bijvoorbeeld een gelijkstroomcomponent in de te meten stroom wordt echter een voormagnetisatie van de kern veroorzaakt, in een richting die afhangt van de richting waarin deze gelijkstroomcomponent de primaire wikkeling doorloopt. De door het referentiewisselspannings-signaal veroorzaakte magnetiseringsstroom, welke zonder voormagnetisatie 40 van de kern een symmetrisch verloop heeft, zal met voormagnetisatie van Ö702 4 7 f 2 de kern, als gevolg van de niet-lineaire magnetiseringskromme hiervan, nu asymmetrisch van vorm zijn. De mate van asymmetrie is afhankelijk van de mate van voormagnetisatie. Met andere woorden, de door het referen-tiewisselspanningssignaal veroorzaakte magnetiseringsstroom wordt door 5 de stroom in de primaire wikkeling gemoduleerd. Met behulp van verdere elektronische schakelingen kan de mate en de richting van de asymmetrie in de magnetiseringsstroom worden vastgesteld, waardoor bijvoorbeeld informatie over de sterkte en de richting van de genoemde gelijkstroomcom-ponent kan worden verkregen.
10 Voor het detecteren van de asymmetrie zijn in de praktijk diverse schakelingen voorgesteld. Uit het artikel "De nul-fluxstroomtransforma-tor voor nauwkeurige meting van gelijk- en wisselstroom”, van J. Lisser in pt-e, 31 (1976) nr. 11, p. 642-646, is een zogenaamde tweede-harmoni-sche magnetische modulator voorgesteld waarbij gebruik wordt gemaakt van 15 de uit de Fourier-analyse bekende eigenschap, dat zuiver symmetrische wisselspanningssignalen uitsluitend uit een reeks van oneven harmonische componenten opgebouwd kunnen worden gedacht, terwijl een asymmetrisch signaal naast oneven ook even harmonische componenten zal bevatten, waarvan de tweede harmonische in het algemeen het sterkste is.
20 Aan de secundaire wikkeling van de magnetische modulator wordt nu een zuiver sinusvormig referentiewisselspanningssignaal aangelegd, dat bijvoorbeeld van de netfrequentie kan zijn afgeleid, waarbij de door de magnetiseringsstroom over een met de secundaire wikkeling in serie geschakelde impedantie veroorzaakte spanning aan een tweede-harmonische 25 bandfilter wordt toegevoerd. Het uitgangssignaal van dit filter, dat een maat voor de sterkte van de tweede-harmonische component in de magnetiseringsstroom is, wordt aan een synchrone gelijkrichter toegevoerd, waaraan ook de tweede harmonische van het sinusvormige referentiewissel-spanningssignaal wordt toegevoerd. De grootte en de polariteit van het 30 uitgangssignaal van deze synchrone gelijkrichter zijn dan een maat voor de grootte en het teken van de gemiddelde waarde van de door de stroom in de primaire wikkeling veroorzaakte magnetisatie van de kern.
Een dergelijke tweede-harmonische magnetische modulator heeft echter een aantal nadelen. Zonder voormagnetisatie, dus wanneer de magneti-35 seringsstroom zuiver symmetrisch is, is het uitgangssignaal van de synchrone gelijkrichter gelijk aan nul, waardoor ruis en andere storende signalen een relatief grote invloed hebben bij de verdere verwerking van het uitgangssignaal daarvan. Verder moeten zeer stabiele, scherp begrensde bandfilters worden toegepast, omdat anders de derde-orde harmo-40 nische, welke relatief sterk kan zijn, als ongewenst signaal aan de syn- 8702471 3 chrone gelijkrichter wordt toegevoerd. Zoals bekend is het construeren van scherp begrensde bandfilters, vooral bij relatief lage frequenties in de orde van grootte van 50-500 Hz, zeer duur. Omdat synchrone gelijk-richting verder zeer fasegevoelig is, dienen elektronische componenten 5 met een zeer hoge nauwkeurigheid en stabiliteit te worden toegepast, hetgeen de schakeling extra duur maakt. De bandbreedte van de magnetische modulator wordt door de nauwkeurigheid van de gebruikte componenten begrensd.
Om te voorkomen dat het referentiesignaal een spanning in de pri-10 maire wikkeling van de kern induceert, wordt een tweede identieke kern toegevoegd, waarbij de primaire wikkelingen van de beide kernen in serie worden geschakeld en beide door de modulerende stroom worden doorlopen. Het referentiewisselspanningssignaal wordt nu zodanig aan de secundaire wikkelingen toegevoerd, dat in de modulerende stroom geen resulterende 15 inductiestroom wordt geïnduceerd, d.w.z. dat de door de beide kernen veroorzaakte inductiestromen elkaar opheffen.
In een andere schakeling voor het detecteren van een asymmetrie in de door het referentiesignaal veroorzaakte magnetiseringsstroom wordt, zoals in de aanhef genoemd, in plaats van tweede-harmonische detectie 20 een piekwaarde-detector toegepast. De werking hiervan kan als volgt worden begrepen.
Bij een magnetiseringskromme met een relatief scherpe verzadigings-knik zal de magnetiseringsstroom voorbij deze verzadigingsknik in het verzadigingsgebied van de kern plotseling toenemen, omdat de zelfinduc-25 tie van de secundaire wikkeling snel vermindert en de magnetiseringsstroom in feite alleen nog door de met de wikkeling in serie geschakelde impedantie wordt bepaald. Wanneer de magnetiseringsstroom symmetrisch is zijn de positieve en negatieve perioden van de magnetiseringsstroom gelijk van vorm. Piekwaardegelijkrichting van de afzonderlijke halve pe-30 rioden en sommering van dit gelijkgericht signaal geeft bij een perfecte symmetrie een uitgangsspanning van nul volt. Wanneer als gevolg van een voormagnetisatie de magnetiseringsstroom niet meer symmetrisch van vorm is, zullen de gelijkgerichte signalen van de afzonderlijke halve perioden na sommering een uitgangssignaal ongelijk aan nul opleveren. De po-35 lariteit en de grootte van dit uitgangssignaal corresponderen met de richting en de grootte van de voormagnetisatie.
Het gebruik van een piekwaarde-detector in de magnetische modulator heeft boven de genoemde tweede-harmonische detectie het voordeel dat de schakeling als geheel aanzienlijk goedkoper kan zijn omdat, in tegen-40 stelling tot de genoemde tweede-harmonische detectieschakeling, in de 8702.471 4 piekwaardedetector geen harmonische signalen maar de magnetiserings-stroom zelf wordt verwerkt. Dit betekent dat er geen dure bandfilters, synchrone gelijkrichters en hulpschakelingen voor het verkrijgen van een exact sinusvormige referentiespanning hoeven te worden toegepast.
5 Een nadeel van de schakeling met piekwaarde-detector is echter dat het uitgangssignaal van deze detector, bij een zuiver symmetrische mag-netiseringsstroom, een kleine rimpelspanning afgeeft met een frequentie gelijk aan de frequentie van de referentiespanning. De grootte van deze rimpel wordt bepaald door de gewenste responsietijd van de schakeling. 10 Voor een snelle responsie moet de piekwaarde-detector een zo klein mogelijke tijdconstante bezitten. Dit betekent dat de, in de piekwaarde-detector met de piekwaarden van de magnetiseringsstroom evenredige opgeslagen elektrische lading relatief snel moet worden afgevoerd, hetgeen echter een vergroting van de uitgangsrimpel tot gevolg heeft.
15 Evenals bij de tweede-harmonische magnetische modulator, wordt bij de magnetische modulator met piekwaarde-detector op soortgelijke wijze een tweede identieke kern toegepast om beïnvloeding van de modulerende stroom als gevolg van de referentiespanning te voorkomen.
De onderhavige uitvinding heeft nu tot doel de in de aanhef genoem-20 de schakeling voor het detecteren van een asymmetrie in de door een wisselspanning in een magnetische modulator veroorzaakte magnetiseringsstroom, waarbij van een piekwaarde-detector gebruik wordt gemaakt, zodanig te verbeteren dat een nagenoeg rimpelvrij uitgangssignaal kan worden verschaft. Volgens de uitvinding wordt dit daardoor bereikt dat met de 25 impedantie van de andere serieketen een verdere piekwaarde-detector is gekoppeld en dat er middelen voor het verwerken van het verschilsignaal van de uitgangssignalen van de beide piekwaarde-detectoren zijn verschaft, e.e.a. zodanig dat bij een symmetrische magnetiseringsstroom het uitgangssignaal van de schakeling nagenoeg rimpelvrij is.
30 Volgens de uitvinding wordt nu met voordeel gebruik gemaakt van de tweede identieke kern welke reeds voor het verhinderen van een ongewenste beïnvloeding van de modulerende stroom aan de magnetische modulator is toegevoegd. Zonder voormagnetisatie, dus bij een symmetrische magnetiseringsstroom, zijn de uitgangssignalen van de beide piekwaarde-35 detectoren exact gelijk en in fase, zodat het verschilsignaal hiervan geen rimpel bevat. Omdat de beide kernen echter voor het verhinderen van een resulterende inductiestroom in de primaire wikkeling in tegengestelde richting door de referentiespanning worden gemagnetiseerd, dan wel door de modulerende stroom worden doorlopen, zullen de uitgangssignalen 40 van de beide piekwaarde-detectoren als gevolg van een gelijkstroomcompo- 8702471 5 neat in de modulerende stroom onderling 180° in fase verschoven zijn. Het verschilsignaal van de beide piekwaarde-detectoren bevat dan de tweevoudige informatie van de modulerende stroom. Dit heeft als groot voordeel dat stoorsignalen een relatief kleinere invloed op het uit-5 gangssignaal van de schakeling zullen hebben en/of dat er een hoger stoorniveau toelaatbaar is om dezelfde prestaties te bereiken als met de bekende schakeling met enkele piekwaarde-detector.
Zonder gevaar voor het optreden van te grote rimpelspanningen, kan de tijdconstante van de schakeling volgens de uitvinding in vergelijking 10 tot de bekende schakeling aanzienlijk worden verkleind, zodat snelle variaties of transiënte gelijkstroomcomponenten in de modulerende stroom zeer goed kunnen worden gevolgd. Wanneer de magnetische modulator volgens de uitvinding in de reeds eerdergenoemde nul-fluxstroomtransforma-tor wordt toegepast, kan een meetschakeling worden verschaft met een ten 15 opzichte van de uit de genoemde stand van de techniek bekende meetscha-kelingen hogere nauwkeurigheid en grotere bandbreedte.
Gebaseerd op een in de praktijk reeds toegepaste schakeling voor het detecteren van een asymmetrie in de magnetiseringsstroom van een magnetische modulator, waarbij de ene piekwaarde-detector een piekge-20 lijkrichter is, opgebouwd uit eerste en tweede middelen met diodewerking welke respectievelijk zodanig met eerste en tweede elementen met capaci-tieve werking zijn verbonden, dat een gedeelte van de positieve halve periode van de, met de magnetiseringsstroom evenredige spanning van de ene serieketen in het eerste en een gedeelte van de negatieve halve pe-25 riode in het tweede element met capacitieve werking wordt opgeslagen, en sommatiemiddelen voor het sommeren van de spanning over de eerste en tweede elementen met capacitieve werking, waarbij de uitgang van de sommatiemiddelen de uitgang van de ene piekwaarde-detector vormt, heeft de voorkeursuitvoeringsvorm van de schakeling volgens de uitvinding het 30 kenmerk, dat derde en vierde middelen met diodewerking zijn verschaft, welke respectievelijk zodanig met derde en vierde elementen met capacitieve werking zijn verbonden, dat een gedeelte van de positieve halve periode van de, met de magnetiseringsstroom evenredige spanning van de andere serieketen in het derde en een gedeelte van de negatieve halve 35 periode in het vierde element met capacitieve werking wordt opgeslagen, en verdere sommatiemiddelen voor het sommeren van de spanning over de derde en vierde elementen met capacitieve werking, waarbij de uitgang van de verdere sommatiemiddelen de uitgang van de verdere piekwaarde-detector vormt.
40 Bij de op deze wijze opgebouwde schakeling, worden de halve perio- 4702471 6 den van de met de magnetiseringsstroom evenredige spanning over de impe-danties van de beide serieketens afzonderlijk gelijkgericht en wordt een gedeelte rond de topwaarde hiervan in de respectieve elementen met capa-citieve werking opgeslagen, welke elementen combinaties van één of meer-5 dere condensatoren kunnen zijn. De responsietijd van deze schakeling wordt bepaald door de ontlaadtijd van de respectieve elementen met capa-citieve werking. Omdat voornamelijk de topwaarde van de, met de magnetiseringsstroom evenredige spanning wordt opgeslagen, en doordat met een relatief hoge spanningen kan worden gewerkt, heeft een eventuele drem-10 pelspanning van de toegepaste gelijkrichtmiddelen een te verwaarlozen invloed. Dit betekent dat voor het gelijkrichten van de afzonderlijke halve perioden halfgeleiderdioden kunnen worden toegepast, waardoor een zeer goedkope en schakelingstechnisch relatief eenvoudig opgebouwde schakeling kan worden verkregen.
15 Omdat het uitgangssignaal van de schakeling volgens de uitvinding het verschilsignaal van de uitgangssignalen van de beide piekwaarde-de-tectoren is, hetgeen bij een symmetrische magnetiseringsstroom relatief kleine rimpelspanningen zijn, moeten de toegepaste halfgeleiderdioden om een rimpelvrij uitgangssignaal te verkrijgen, zoveel mogelijk identieke 20 doorlaateigenschappen hebben. Een verdere uitvoeringsvorm van de uitvinding heeft daartoe het kenmerk, dat de eerste, tweede, derde en vierde middelen met diodewerking halfgeleiderdioden zijn die nagnoeg identieke eigenschappen hebben en in hetzelfde substraat van halfgeleidermateriaal zijn gelegen. De mate van rimpelvrijheid wordt verder uiteraard ook be-25 paald door de nauwkeurigheid van de toegepaste condensatoren en somma-tiemiddelen.
Een nog weer verdere uitvoeringsvorm van de schakeling volgens de uitvinding heeft het kenmerk, dat de eerste, tweede, derde en vierde middelen met diodewerking elk bestaan uit een differentiaalversterker, 30 waarvan de uitgang via een serieketen van een weerstand en een halfge-leiderdiode en een aan deze serieketen anti-parallel geschakelde verdere halfgeleiderdiode met de inverterende ingang is verbonden, waarbij de doorlaatrichting van de zo gevormde middelen met diodewerking overeenkomt met de richting van de halfgeleiderdiode in de serieketen, en de 35 hiermee corresponderende anode- resp. cathode-aansluitingen door het verbindingspunt van de weerstand en de halfgeleiderdiode en een met de ingang van de differentiaalversterker verbonden verdere weerstand worden gevormd.
Hoewel de schakeling met op deze wijze uitgevoerde gelijkrichtmid-40 delen weliswaar duurder is in vergelijking tot het toepassen van enkele 8702471 7 halfgeleiderdioden, kunnen hiermee echter eventuele onderlinge verschillen tussen de respectieve middelen met diodewerking door het geschikt variëren van de genoemde weerstanden nagenoeg volledig worden gecorrigeerd. Nul-fluxstroomtransformatoren bijvoorbeeld, uitgerust met een 5 dergelijke nauwkeurige magnetische modulator zullen bij voorkeur daar worden toegepast, waar een maximale nauwkeurigheid vereist is, zoals bijvoorbeeld in laboratoriumtoepassingen, voor wetenschappelijke doeleinden etc.. Voor serieproduktie verdient echter de schakeling volgens de uitvinding waarbij de, met de magnetiseringsstroom evenredige span-10 ning direct door enkele halfgeleiderdioden wordt gelijkgericht de voorkeur.
De middelen voor het verwerken van het verschilsignaal van de uitgangssignalen van de beide piekwaarde-detectoren omvatten volgens een weer verdere uitvoeringsvorm van de schakeling volgens de uitvinding 15 middelen voor het sommeren van deze uitgangssignalen. Deze middelen voor het sommeren van de uitgangssignalen kunnen door middel van weerstanden en inverteerders worden gerealiseerd.
De voorkeursuitvoeringsvorm van de schakeling volgens de uitvinding heeft verder het kenmerk, dat de middelen voor het sommeren van de uit-20 gangssignalen van de beide piekwaarde-detectoren een differentiaalver-sterker omvatten, waarbij de respectieve uitgangen van de detectoren met een differentiaalingang van deze differentiaalversterker zijn verbonden en de uitgang hiervan de uitgang van de schakeling vormt. Samen met zijn eenvoud biedt het toepassen van een differentiaalversterker het voordeel 25 dat eventuele verschillen in de uitgangssignalen van de beide piekwaarde-detectoren, bijvoorbeeld als gevolg van een onbalans tussen de trans-formatorkernen, uiteindelijk door het geschikt instellen van deze differentiaalversterker nog zodanig kunnen worden gecorrigeerd, dat de beoogde rimpelvrijheid van het uitgangssignaal over een zo groot mogelijk 30 frequentiegebied zo optimaal mogelijk is.
Het zal duidelijk zijn dat bij toepassing van piekwaarde-detectie de magnetiseringsstroom bij voorkeur een impulsvormig karakter dient te bezitten. Gebleken is dat de magnetiseringsstroom bij de schakeling volgens de uitvinding, waarbij de aan de magnetische modulator toegevoerde 35 referentiewisselspanning door een oscillator wordt opgewekt, een zoveel mogelijk impulsvormig verloop heeft wanneer de oscillator een driehoekvormig signaal afgeeft.
Enkele uitvoeringsvormen van de schakeling volgens de uitvinding zullen in het navolgende aan de hand van een toepassing in een nul-flux-40 stroomtransformator nader worden verklaard.
&702471 8
Fig. 1 toont schematisch de bekende toepassing van een magnetische modulator met een enkele piekwaarde-detector in een nul-fluxstroomtrans-formator.
Fig. 2 toont signaalvormen voor het illustreren van de werking van 5 de magnetische modulator met een enkele piekwaarde-detector volgens fig. 1.
Fig. 3 toont schematisch de opbouw van de piekwaarde-detector uit fig. 1.
Fig. 4 toont signaalvormen voor het illustreren van de werking van 10 de piekwaarde-detector volgens fig. 3.
Fig. 5 toont schematisch de schakeling volgens de uitvinding met twee piekwaarde-detectoren, toegepast in de nul-fluxstroommeetschakeling volgens fig. 1.
Fig. 6 toont schematisch de opbouw van de schakeling volgens de 15 uitvinding.
Fig. 7 toont een gedeelte van de schakeling volgens de uitvinding, waarin elektronische schakelingen als gelijkrichters zijn toegepast.
In fig. 1 is schematisch de opbouw van een nul-fluxstroomtransfor-mator aangegeven bestaande uit de bewikkelde ringkerntransformator Tl, 20 die rond een geleider W1 is aangebracht welke de primaire wikkeling W1 vormt waar de te meten stroom i^ doorheen vloeit. De aan Tl identieke bewikkelde ringkerntransformatoren T2 en T3, welke eveneens de geleider W1 omvatten, maken deel uit van een magnetische modulator, welke verder de referentiewisselspanningsbron Urn, de impedanties Z2 en Z3, en een 25 piekwaarde-detector PD1, omvat.
Om de werking van het nul-fluxstroommeetprincipe te verduidelijken, beschouwen we in eerste instantie de kern Tl welke van een secundaire wikkeling W2 is voorzien die in de uitgangskring van een versterker A is opgenomen en een stuurwikkeling W3 bezit die via een weerstand 30 Ry met de ingang van de versterker A is verbonden. De uitgangskring van A wordt door een belastingsweerstand Rb gesloten. De polariteit van de door de uitgangsstroom i£ van de versterker A opgewekte magnetomotori-sche kracht in W2 is zodanig, dat iedere verandering van de flux in de kern Tl onder invloed van de in W3 geïnduceerde spanning teniet wordt 35 gedaan.
Veronderstelt men een ideale versterker met een frequentie-onafhan-kelijke oneindige versterkingsfactor en waarbij geen stoorspanningen o.a. nulpuntsdrift aanwezig zijn, dan wordt er geen verandering van de magnetische flux in de kern Tl toegelaten. Immers een fluxverandering 40 zou resulteren in een geïnduceerde spanning in de wikkeling W3, welke 8702471 9 fluxverandering door de uitgangsstroom 12 van de versterker weer teniet wordt gedaan. De geïnduceerde spanning in W3 en bijgevolg de magnetische flux in de kern zal dus gelijk aan nul zijn. De versterker zal dus een zodanige stroom door de wikkeling W2 sturen, dat de door W1 ge-5 genereerde magnetomotorische kracht wordt gecompenseerd. Bijgevolg is de stroom in de secundaire kring daardoor een nauwkeurige afbeelding van die in de primaire kring echter wl/w2 maal zo groot, waarbij wl het aantal windingen van de primaire wikkeling Wl en w2 het aantal windingen van de secundaire wikkeling W2 is.
10 In werkelijkheid is de versterkingsfactor eindig en frequentie- af hankelijk en is er nulpuntsdrift. Hierdoor zal echter ten behoeve van de fluxcompensatie een geringe spanning in W3 worden geïnduceerd om het magnetomotorische krachtenevenwicht te handhaven. De hiervoor vereiste stroom veroorzaakt een meetfout. Omdat, afhankelijk van de aard van de 15 te meten stroom en de nulpuntsdrift, de fluxverandering niet van teken behoeft te wisselen, kan na enige tijd de kern in verzadiging raken. Normaal bedrijf is dan niet meer mogelijk. Dit bezwaar wordt opgeheven door toepassing van de magnetische modulator, waarmee een afwijking van de gemiddelde waarde van de flux ten opzichte van nul wordt gedetec-20 teerd.
Deze magnetische modulator bestaat in de schakeling volgens fig. 1 uit de beide bewikkelde ringkerntransformatoren T2 en T3, waarvan de primaire wikkelingen W2 in serie geschakeld in de uitgangskring van de versterker A zijn opgenomen, en die elk een serieketen bestaande uit een 25 stuurwikkeling W3 en respectievelijk een impedantie Z2 en Z3 omvatten, welke beide serieketens door de referentiewisselspanningsbron Urn worden gevoed. De wikkelrichting van de wikkelingen W3 van respectievelijk T2 en T3 is zodanig, dat als gevolg van de door Um veroorzaakte fluxverandering geen resulterende inductiestroom in de primaire wikkeling Wl 30 wordt geïnduceerd.
De referentiewisselspanningsbron Um is zodanig gedimensioneerd, dat de spanning hiervan een magnetiseringsstroom tot gevolg heeft door welke de beide kernen T2 en T3 periodiek in de ene en in de andere richting in magnetische verzadiging worden gedreven.
35 De sterkte van de, in de wikkelingen W3 van respectievelijk T2 en T3 vloeiende magnetiseringsstroom wordt bepaald door de amplitude van Um, de zelfinductie van de wikkelingen W3 en de respectieve impedanties Z2 en Z3. Wanneer een kern in verzadiging komt zal, wanneer de magnetise-ringskromme een relatief scherpe verzadigingsknik heeft, de zelfinductie 40 hiervan voorbij deze verzadigingsknik in het verzadigingsgebied relatief 8702471 10 snel afnemen. Dit betekent dat de stroom in de respectieve serieketens dan nagenoeg door de amplitude van Um en de waarde van de impedanties Z2 en Z3 worden bepaald. Wanneer de beide impedanties Z2 en Z3 weerstanden zijn met een waarde die klein is ten opzichte van de onverzadigde zelf-5 inductie van de beide kernen T2 en T3, zal bij het in verzadiging raken van deze kernen de stroom door de impedanties relatief snel toenemen, waardoor hierover een spanning met een impulsvormig verloop zal optreden.
De vorm van de magnetiseringsstroom is in fig. 2 weergegeven, waar-10 van de linkerhelft de situatie zonder residueel magnetisch veld, dat wil zeggen met een gemiddelde waarde van de flux gelijk aan nul, en de rechterhelft de situatie met een van nul afwijkend gemiddeld residueel magnetisch veld in de kernen illustreert. Op de eerste regel van fig. 3 is de bekende magnetiseringskromme van de kernen weergegeven, en op regel 2 15 de met de magnetiseringsstroom evenredige magnetomotorische kracht.
Indien de gemiddelde waarde van de flux in de kernen nul is, zal de magnetiseringsstroom een impulsvormig, symmetrisch verloop hebben overeenkomstig de op regel 2 in de linkerhelft van fig. 2 weergegeven vorm. De positieve en negatieve piekwaarden zijn identiek.
20 Bij een gemiddelde waarde van de flux ongelijk aan nul, bijvoor beeld als gevolg van nulpuntsdrift of een gelijkstroomcomponent in de te meten stroom ij, zal de magnetiseringsstroom van de magnetische modulator niet meer symmetrisch zijn en bijvoorbeeld een vorm hebben zoals aangegeven op regel 2 in de rechterhelft van fig. 2. De positieve en ne-25 gatieve piekwaarden zijn niet meer gelijk aan elkaar.
Door nu, overeenkomstig fig. 1, de positieve en negatieve helften van de magnetiseringsstroom aan de piekwaarde-detector toe te voeren, welke de piekwaarden van de positieve en negatieve halve perioden na piekgelijkrichting van elkaar aftrekt, zal het uitgangssignaal hiervan 30 het op regel 3 van fig. 2 aangegeven verloop in de tijd t hebben. Bij een symmetrische magnetiseringsstroom, dus zonder residueel magnetisch veld, zijn de positieve en negatieve piekwaarden gelijk, waardoor aan de uitgang van de piekwaarde-detector een symmetrisch uitgangssignaal overeenkomstig de linkerhelft van fig. 2 verschijnt, waarvan de amplitude 35 door de tijdconstante van de piekwaarde-detector wordt bepaald.
In de, in de rechterhelft van fig. 2 getoonde situatie zijn de positieve en negatieve piekwaarden ongelijk aan elkaar en zal een overeenkomstig het op regel 3 hiervan aangegeven asymmetrisch uitgangssignaal ontstaan, waarvan de polariteit en grootte een maat zijn voor het teken 40 en de grootte van het residuele magnetische veld in de kernen.
8702471 11
Door nu, zoals aangegeven in fig. 1, dit signaal samen met het signaal van wikkeling W3 van Tl via een weerstand Rx in de juiste polariteit aan de versterker A toe te voeren, zal deze een zodanige uitgangs-stroom 12 leveren dat het residuele magnetische veld in de kernen 5 teniet wordt gedaan.
Fig. 3 toont schematisch de opbouw van een in de praktijk toegepaste piekwaarde-detector. De anode van diode Dl is met de kathode van diode D2 verbonden en hun verbindingspunt vormt de ingangsklem 1 van de piekwaarde-detector. Tussen de kathode van de diode Dl en aarde is een 10 condensator Cl en tussen de anode van de diode D2 en aarde een gelijke condensator C2 geschakeld. Op de kathode van de diode Dl is verder een weerstand R1 en op de anode van de diode D2 een gelijke weerstand R2 aangesloten, welke weerstanden met hun andere elektroden met elkaar zijn verbonden en de uitgangsklem 1’ van de piekwaarde-detector vormen. Tus-15 sen de uitgangsklem 1* en aarde is verder een weerstand R5 geschakeld. De werking van de zo gevormde piekwaarde-detector wordt geïllustreerd aan de hand van de in fig. 4 weergegeven spanningsvormen voor de situatie zonder residueel magnetisch veld in de kernen.
De in dit voorbeeld door de referentiewisselspanningsbron Um aan de 20 stuurwikkeling W3 van de kern T2 toegevoerde sinusvormige wisselspanning, zoals aangegeven op de eerste regel van fig. 4, heeft een impulsvormige magnetiseringsstroom im tot gevolg, zoals aangegeven op de tweede regel van fig. 4. Het impulsvormige verloop van de magnetiseringsstroom im ontstaat ten tijde van het in verzadiging raken van de 25 kern T2. Omdat de kern T2 van een materiaal is vervaardigd met een scherpe verzadigingsknik in de magnetiseringskromme, zal bij het in. verzadiging raken hiervan de zelfinductie van de wikkeling W3 voorbij deze knik plotseling sterk afnemen, waardoor de stroom im in de keten nagenoeg alleen door de amplitude van de wisselspanning Um en de waarde van 30 de impedantie Z2 wordt bepaald. De topwaarde van de positieve halve periode van de spanning over Z2 zal via de diode Dl in de condensator Cl worden opgeslagen en de topwaarde van de negatieve halve periode van de spanning over Z2 zal via de diode D2 in de condensator C2 worden opgeslagen. De spanning over de condensator Cl en de spanning 35 Uq2 over de condensator C2, welke ten opzichte van aarde een tegengestelde polariteit bezitten, worden via de weerstanden R1 en R2 en de weerstand R5 bij elkaar opgeteld. De aan de uitgangsklem 1' van de piekwaarde-detector afgegeven spanning is de som van de spanningen en Uq2 over de respectieve condensatoren.
40 Het verloop van de condensatorspanningen in de tijd t gezien is op 8702471 12 de derde regel van fig. 4 geïllustreerd. Tussen twee positieve toppen van de magnetiseringstroom im zal de in de condensator Cl opgeslagen lading via de weerstanden R1 en R2 naar de condensator C2 en via de weerstanden R1 en R5 naar aarde wegvloeien. De spanning neemt 5 daardoor bijvoorbeeld zoals weergegeven af. De lading in de condensator C2 zal tussen opvolgende negatieve toppen wegvloeien, hetgeen eenzelfde daling van de spanning Uq2 tot gevolg heeft. De uitgangsspanning (Uqi + Uq2) aan de uitgangsklem 1* van de piekwaarde-detector is bijgevolg een rimpelspanning met de dubbele frequentie van de condensa-10 torspanningen, zoals getoond in fig. 4 en in de linkerhelft van fig. 2 op regel 3.
Aangezien een snelle responsie van de schakeling wenselijk is, mag de ontlaadtijd van de condensatoren niet te groot worden. Dit betekent dat de weerstanden R1 en R2 niet te groot mogen zijn. Echter verkleining 15 van R1 en R2 heeft een snellere ontlading van de condensatoren Cl en C2 tot gevolg en dus een grotere rimpelspanning aan de uitgang 1’ van de piekwaarde-detector. Bij toepassing hiervan in de schakeling volgens fig. 1 werkt de rimpelspanning door in het uitgangssignaal van de nul-fluxstroomtransformator en veroorzaakt hierin een meetfout. Het wegfil-20 teren van deze rimpelspanning is niet mogelijk, omdat zoals uit fig. 2 is te zien, een residuele flux in de kern geen verandering van de frequentie van het uitgangssignaal tot gevolg heeft maar alleen een toename van de gelijkstroomenergie-inhoud hiervan. Het opnemen van drempelwaarden voor het wegwerken van de rimpelspanning is een oneconomische oplos-25 sing, omdat in het geval van de nul-fluxstroomtransformator, elke transformator afzonderlijk dient te worden afgeregeld, waarbij als gevolg van veroudering en dergelijke op den duur de sterkte van de rimpelspanning en de instelling van de drempelwaarden zullen verlopen waardoor er een onbekende meetfout zal gaan optreden.
30 Volgens de uitvinding kan deze rimpelspanning nagenoeg tot een mi nimum worden teruggebracht, enkel en alleen afhankelijk van de toleranties van de gebruikte elektronische componenten, door zoals in fig. 5 welke overeenkomstig fig. 1 de toepassing van een magnetische modulator in een nul-fluxstroomtransformator toont, een verdere piekwaarde-detec-35 tor PD2 toe te voegen. Het ingangssignaal van deze verdere piekwaarde-detector PD2 is de, met de magnetiseringsstroom in de serieketen gevormd door de impedantie Z3 en de stuurwikkeling W3 van de kern T3 evenredige spanning over Z3. De kern T3 is zoals reeds aangegeven in de magnetische modulator aanwezig om te verhinderen dat als gevolg van de referentie-40 wisselspanning Urn in de primaire wikkeling W1 c.q. in de stroom i^ een 8702471 13 resulterende inductiestroom ontstaat.
Het verschilsignaal Ud van de uitgangssignalen van de beide piek-waarde-detectoren PDl en PD2, dat bijvoorbeeld met behulp van een dif-ferentiaalversterker D kan worden verkregen, wordt op soortgelijke wijze 5 als besproken aan de hand van fig. 1 via de weerstand Rx aan de versterker A toegevoerd. De werking van de schakeling is nu als volgt.
Onder de veronderstelling dat de over de impedanties Z2 en Z3 optredende spanningen qua vorm en amplitude gelijk aan elkaar zijn, zullen bij identieke piekwaarde-detectoren PDl en PD2 de uitgangssignalen hier-10 van qua vorm en amplitude eveneens gelijk aan elkaar zijn. Zonder resi-dueel magnetisch veld in de kernen T2 en T3, dus bij een symmetrische magnetiseringsstroom im, zullen de beide piekwaarde-detectoren symmetrische rimpelspanningen afgeven die gelijk en in fase met elkaar zijn. Het verschilsignaal van deze beide rimpelspanningen is dan, afhankelijk 15 van de toleranties van de gebruikte elektronische componenten, nagenoeg gelijk aan nul, dus rimpelvrij.
Omdat de wikkelrichting van de beide wikkelingen W3 van respectievelijk de kernen T2 en T3 tegengesteld zijn, zoals in fig. 5 op bekende wijze met een punt is aangegeven, zal een gelijkgerichte residuele flux 20 in de kernen T2 en T3 leiden tot onderling 180° in fase verschoven spanningen over de impedanties Z2 en Z3. Afhankelijk van de richting van de residuele flux zal dus bijvoorbeeld de kern T2 voor de negatieve halve perioden van de referentiewisselspanning Um en de kern T3 voor de positieve halve perioden van Um een verzadigingspiek vertonen, zoals op de 25 tweede regel in het rechtergedeelte van fig. 2. De uitgangssignalen van de beide piekwaarde-detectoren zullen nu de op de derde regel in het rechtergedeelte van fig. 2 weergegeven vorm hebben, echter onderling 180° in fase verschoven. Het verschilsignaal van de uitgangssignalen van de beide piekwaarde-detectoren bevat nu de dubbele informatie aangaande 30 de richting en de grootte van het residuele magnetische veld.
Het zal duidelijk zijn dat de wikkelrichting van de beide stuurwik-kelingen W3 van respectievelijk T2 en T3 gelijk aan elkaar dient te worden gekozen wanneer de wikkelrichting van de wikkelingen Wl, W2 van T2 en T3 tegengesteld is gekozen. In dit laatste geval zullen namelijk de 35 residuele magnetische velden in de kernen T2 en T3 tegengesteld aan elkaar zijn, zodat bij gelijke wikkelrichting van de wikkelingen W3 hiervan, de spanningen over de impedanties Z2 en Z3 onderling 180° in fase verschoven zullen zijn.
Bij een symmetrische magnetiseringsstroom, dus zonder residueel 40 magneetveld in de kernen, is het verschilsignaal van de beide piekwaar- 6702.471 14 de-detectoren ongeacht de grootte van de rimpelspanningen hiervan, rim-pelvrij en bevat het verschilsignaal in de situatie met een residueel magneetveld de dubbele fluxinformatie. Hierdoor kan zonder gevaar voor rimpelspanning of verlies van informatie de tijdconstante van de piek-5 waarde-detector worden verkleind. Dit betekent een snellere responsie van de piekwaarde-detector, waardoor bijvoorbeeld stapvormige, impulsvormige of transiënte gelijkstroomcomponenten in de stroom i^ sneller zullen kunnen worden gevolgd. Dit laatste is vooral van belang bij toepassing in de meet- en regeltechniek.
10 Fig. 6 toont het schema van de dubbele piekwaarde-detectie volgens de uitvinding. Het gedeelte links van de referentiewisselspanningsbron Um komt overeen met de in fig. 3 weergegeven schakeling. In het gedeelte rechts van de referentiewisselspanningsbron Um is over de impdantie Z3 een verdere piekwaarde-detector met ingangsklem 2 en uitgangsklem 2' ge-15 schakeld, welke overeenkomstig de in fig. 3 getoonde piekwaarde-detector met dioden D3 en D4, condensatoren C3 en C4 en weerstanden R3, R4 en R6 zoals getoond is opgebouwd. De uitgangsklemmen 1' respectievelijk 2* zijn met de positieve respectievelijk negatieve ingangsklem van een dif-ferentiaalversterker D verbonden, waarvan het uitgangssignaal Ud het 20 verschilsignaal van de spanningen van de beide piekwaarde-detectoren is. Het zal duidelijk zijn dat in plaats van een differentiaalversterker op bekende wijze ook andere elektronische middelen voor het sommeren van de uitgangsspanningen van de piekwaarde-detectoren kunnen worden toegepast.
25 Een voorwaarde voor het toepassen van de schakeling volgens fig. 6 is dat de overeenkomstige componenten van de schakeling nauwkeurig gelijk aan elkaar zijn en een geringe tolerantie hebben. Dit geldt in het bijzonder voor de gebruikte halfgeleiderdioden Dl, D2, D3 en D4, welke gelijke doorlaateigenschappen dienen te hebben. Dit kan daardoor worden 30 bereikt, door gebruik te maken van dioden welke in hetzelfde substraat van halfgeleidermateriaal zijn gelegen. Dergelijke dioden zijn in de handel verkrijgbaar.
Zoals uit fig. 6 is te zien kan de schakeling volgens de uitvinding op relatief eenvoudige en goedkope wijze met in de handel verkrijgbare 35 elektronische componenten worden opgebouwd. Door een geschikte keuze van de impedanties Z2 en Z3 en de amplitude van de referentiewisselspanning Um kan de over deze impedanties optredende spanning voldoende groot worden gemaakt, zodat bij het piekgelijkrichten hiervan de drempelspannin-gen van de dioden Dl, D2 respectievelijk D3, D4 geen merkbare invloed 40 hebben.
8702471 15
Wanneer men echter de Invloed van deze diodedrempels en eventuele ongelijkheden in de doorlaatkarakteristieken hiervan nog verder wil reduceren, kan met voordeel gebruik worden gemaakt van de in fig. 7 getoonde "elektronische" gelijkrichtmiddelen D’3 en D’4, welke correspon-5 deren met de halfgeleiderdioden D3 respectievelijk D4 van fig. 6. Een-voudigheidshalve is in fig. 7 slechts een gedeelte van de schakeling volgens de uitvinding weergegeven. Het ontbrekende gedeelte kan overeenkomstig fig. 6 op soortgelijke wijze gemakkelijk worden toegevoegd. De gelijkrichtmiddelen D'3 en D'4 zijn opgebouwd zoals getoond in fig. 7 en 10 bestaan elk uit respectievelijk een differentiaalversterker B3; B4 waarvan de uitgang via een serieketen van een weerstand R12; R14 en een halfgeleiderdiode D9; Dll en een aan deze serieketen antiparallel geschakelde verdere halfgeleiderdiode DIO; D12 met de inverterende ingang van de differentiaalversterker is verbonden, waarbij de doorlaatrichting 15 van de gelijkrichtmiddelen overeenkomt met de richting van de halfgeleiderdiode D9; Dll in de serieketen. De anode- en kathode-aansluitingen worden door het verbindingspunt van de weerstand en de halfgeleiderdiode, R12, D9; R14, Dll en het vrije einde van een met de ingang van de differentiaalversterker B3; B4 verbonden verdere weerstand Ril; R13 ge-20 vormd. De weerstanden Ril; R12 en R13; R14 worden bij voorkeur gelijk aan elkaar gekozen, maar kunnen ook zodanig worden gevarieerd om eventuele verschillen in de gelijkrichtende werking tussen D’3 en D'4 van de ene piekwaarde-detector of tussen de piekwaarde-detectoren onderling te vereffenen.
25 Voor het verklaren van de werking van deze "elektronische" gelijk- richter beschouwen we bijvoorbeeld D'3. Een positieve spanning aan de inverterende ingang van B3 heeft bij Ril = R12 een even groot, doch tegengesteld uitgangssignaal tot gevolg, omdat D9 geleidt. Een negatieve spanning daarentegen wordt via de dan geleidende diode D10 volledig on-30 derdrukt, zodat de uitgangsspanning van B3 nul is. Voor D’4 geldt een overeenkomstige redenering.
Hoewel de in fig. 7 getoonde schakeling door het gebruik van meerdere elektronische componenten, welke ook meer ruimte op een plaat met gedrukte bedrading zullen innemen, duurder zal zijn en de bandbreedte 35 ten opzichte van de schakeling van fig. 6 kleiner zal zijn, in het bijzonder wanneer de dioden Dl, D2, D3 en D4 zogeheten snelle halfgeleiderdioden zijn, kan de schakeling volgens fig. 7 vooral daar worden ingezet, waar nauwkeurigheid een grote vereiste is.
Gebleken is dat een zoveel mogelijk impulsvormig verloop van de 40 magnetiseringsstroom kan worden bereikt, wanneer aan de stuurwikkelingen 8702.471 16 W3 van respectievelijk de kernen T2 en T3 in plaats van een sinusvoraige referentiewisselspanning een door een oscillator opgewekte driehoekvormige wisselspanning wordt toegevoerd. In dit geval zal de invloed van de diodedrempel van de halfgeleiderdioden een nog relatief geringere in-5 vloed uitoefenen.
Hoewel de meetschakeling volgens de uitvinding aan de hand van een toepassing in een nul-fluxstroomtransformator is besproken en geïllustreerd, is de uitvinding uiteraard niet tot deze toepassing beperkt, maar kunnen wijzigingen en aanvullingen in de opbouw van de schakeling 10 worden aangebracht, bijvoorbeeld door het toepassen van thyristoren in plaats van halfgeleiderdioden, door het aanbrengen van verdere condensatoren voor het reduceren van stoorspanningen, weerstanden voor het balanceren van de over de impedanties Z2 en Z3 optredende spanningen enz., zonder buiten het kader van de uitvinding te treden.
8702471

Claims (8)

1. Schakeling voor het detecteren van een asymmetrie in de door een referentiewisselspanning in een magnetische modulator veroorzaakte mag- 5 netiseringsstroom, in het bijzonder voor nulflux-detectie, welke magnetische modulator twee nagenoeg identieke, bewikkelde magneetkernen bevat, elk althans voorzien van een primaire wikkeling voor het toevoeren van een modulerende stroom en een serieketen van een hulpwikkeling en een impedantie waarover een met de magnetiseringsstroom evenredige span-10 ning ontstaat, waarbij de referentiewisselspanning zodanig aan de respectieve serieketens wordt toegevoerd, dat in de modulerende stroom geen resulterende inductiestroom wordt geïnduceerd, en een met de impedantie van een serieketen gekoppelde piekwaarde-detector, met het kenmerk, dat met de impedantie van de andere serieketen een verdere piekwaarde-detec-15 tor is gekoppeld en dat er middelen voor het verwerken van het verschil-signaal van de uitgangssignalen van de beide piekwaarde-detectoren zijn verschaft, e.e.a. zodanig dat bij een symmetrische magnetiseringsstroom het uitgangssignaal van de schakeling nagenoeg rimpelvrij is.
2. Schakeling volgens conclusie 1, waarbij de ene piekwaarde-detec-20 tor een piekgelijkrichter is, opgebouwd uit eerste en tweede middelen met diodewerking welke respectievelijk zodanig met eerste en tweede elementen met capacitieve werking zijn verbonden, dat een gedeelte van de positieve halve periode van de, met de magnetiseringsstroom evenredige spanning van de ene serieketen in het eerste en een gedeelte van de ne-25 gatieve halve periode in het tweede element met capacitieve werking wordt opgeslagen, en sommatiemiddelen voor het sommeren van de spanning over de eerste en tweede elementen met capacitieve werking waarbij de uitgang van de sommatiemiddelen de uitgang van de ene piekwaarde-detector vormt, met het kenmerk, dat derde en vierde middelen met diodewer-30 king zijn verschaft, welke respectievelijk zodanig met derde en vierde elementen met capacitieve werking zijn verbonden, dat een gedeelte van de positieve halve periode van de, met de magnetiseringsstroom evenredige spanning van de andere serieketen in de derde en een gedeelte van de negatieve halve periode in het vierde element met capacitieve werking 35 wordt opgeslagen, en verdere sommatiemiddelen voor het sommeren van de spanning over de derde en vierde elementen met capacitieve werking, waarbij de uitgang van de verdere sommatiemiddelen de uitgang van de verdere piekwaarde-detector vormt.
3. Schakeling volgens conclusie 2, waarbij de anode-aansluiting van 40 de eerste middelen met diodewerking met de cathode-aansluiting van de 8702.47 1 tweede middelen met diodewerking is verbonden en hun verbindingspunt het ene ingangsaansluitpunt van de ene piekwaarde-detector vormt, waarbij de eerste en tweede elementen met capacitieve werking door eerste en tweede condensatoren worden gevormd, welke condensatoren met hun ene elektrode 5 met elkaar zijn verbonden en hun verbindingspunt het andere ingangsaansluitpunt van de ene piekwaarde-detector vormt, waarbij de andere elektrode van de eerste condensator met de cathode-aansluiting van de eerste middelen met diodewerking en de ene elektrode van een eerste weerstand is verbonden en de andere elektrode van de tweede condensator met de 10 anode-aansluiting van de tweede middelen met diodewerking en de ene elektrode van een tweede weerstand is verbonden, welke weerstanden met hun andere elektroden met elkaar zijn verbonden en hun verbindingspunt de uitgang van de ene piekwaarde-detector vormt, met het kenmerk, dat de anode-aansluiting van de derde middelen met diodewerking met de cathode-15 aansluiting van de vierde middelen met diodewerking is verbonden en hun verbindingspunt het ene ingangsaansluitpunt van de verdere piekwaarde-detector vormt, waarbij de derde en vierde elementen met capacitieve werking door derde en vierde condensatoren worden gevormd, welke condensatoren met hun ene elektrode met elkaar zijn verbonden en hun verbin-20 dingspunt het andere ingangsaansluitpunt van de verdere piekwaarde-detector vormt, waarbij de andere elektrode van de derde condensator met de cathode-aansluiting van de derde middelen met diodewerking en de ene elektrode van een derde weerstand is verbonden en de andere elektrode van de vierde condensator met de anode-aansluiting van de vierde midde-25 len met diodewerking en de ene elektrode van een vierde weerstand is verbonden, welke weerstanden met hun andere elektroden met elkaar zijn verbonden en hun verbindingspunt de uitgang van de verdere piekwaarde-detector vormt.
4. Schakeling volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de eerste, 30 tweede, derde en vierde middelen met diodewerking halfgeleiderdioden zijn die nagnoeg identieke eigenschappen hebben en in hetzelfde substraat van halfgeleidermateriaal zijn gelegen.
5. Schakeling volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de eerste, tweede, derde en vierde middelen met diodewerking elk bestaan uit een 35 differentiaalversterker, waarvan de uitgang via een serieketen van een weerstand en een halfgeleiderdiode en een aan deze serieketen anti-pa-rallel geschakelde verdere halfgeleiderdiode met de inverterende ingang is verbonden, waarbij de doorlaatrichting van de zo gevormde middelen met diodewerking overeenkomt met de richting van de halfgeleiderdiode in 40 de serieketen, en de hiermee corresponderende anode- resp. cathode-aan-
87. Z 4 7 1 sluitingen door het verbindingspunt van de weerstand en de halfgeleider-diode en een met de ingang van de differentiaalversterker verbonden verdere weerstand worden gevormd.
6. Schakeling volgens een of meerdere van de voorgaande conclusies, 5 met het kenmerk, dat de middelen voor het verwerken van het verschilsig- naal van de uitgangssignalen van de beide piekwaarde-detectoren, middelen voor het sommeren van deze uitgangssignalen omvatten.
7. Schakeling volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de middelen voor het sommeren van de uitgangssignalen van de beide piekwaarde-detec- 10 toren een differentiaalversterker omvatten, waarbij de respectieve uitgangen van de detectoren met een differentiaalingang van deze differentiaalversterker zijn verbonden en de uitgang hiervan de uitgang van de schakeling vormt.
8. Schakeling volgens een of meerdere van de voorgaande conclusies, 15 waarbij de aan de magnetische modulator toegevoerde referentiewissel- spanning door een oscillator wordt opgewekt, met het kenmerk, dat de oscillator een driehoekvormig signaal afgeeft, zodanig dat de hierdoor in de magnetische modulator veroorzaakte magnetiseringsstroom een nagenoeg impulsvormig verloop heeft. 8702.^71
NL8702471A 1987-10-15 1987-10-15 Schakeling voor het detecteren van een asymmetrie in de magnetiseringsstroom van een magnetische modulator. NL8702471A (nl)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL8702471A NL8702471A (nl) 1987-10-15 1987-10-15 Schakeling voor het detecteren van een asymmetrie in de magnetiseringsstroom van een magnetische modulator.
EP88202309A EP0314234B1 (en) 1987-10-15 1988-10-14 Circuit for the detection of an asymmetry in the magnetization current of a magnetic modulator
AT88202309T ATE95314T1 (de) 1987-10-15 1988-10-14 Schaltung zum nachweis der magnetisierungsstromasymmetrie eines magnetischen modulators.
DE88202309T DE3884554T2 (de) 1987-10-15 1988-10-14 Schaltung zum Nachweis der Magnetisierungsstromasymmetrie eines magnetischen Modulators.
US07/258,500 US4912396A (en) 1987-10-15 1988-10-17 Circuit for the detection of an asymmetry in the magnetization current of a magnetic modulator
DK577588A DK168719B1 (da) 1987-10-15 1988-10-17 Kredsløb til detektering af asymmetri i magnetiseringsstrømmen i en magnetisk modulator samt anvendelse af dette kredsløb i et målekredsløb

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL8702471 1987-10-15
NL8702471A NL8702471A (nl) 1987-10-15 1987-10-15 Schakeling voor het detecteren van een asymmetrie in de magnetiseringsstroom van een magnetische modulator.

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL8702471A true NL8702471A (nl) 1989-05-01

Family

ID=19850778

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL8702471A NL8702471A (nl) 1987-10-15 1987-10-15 Schakeling voor het detecteren van een asymmetrie in de magnetiseringsstroom van een magnetische modulator.

Country Status (6)

Country Link
US (1) US4912396A (nl)
EP (1) EP0314234B1 (nl)
AT (1) ATE95314T1 (nl)
DE (1) DE3884554T2 (nl)
DK (1) DK168719B1 (nl)
NL (1) NL8702471A (nl)

Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI90142C (fi) * 1992-04-02 1993-12-27 Abb Stroemberg Drives Oy Enligt kompensationsprincip fungerande maetomvandlare foer stroem
US5453681A (en) * 1993-07-06 1995-09-26 General Electric Company Current sensor employing a mutually inductive current sensing scheme
US5459395A (en) * 1993-07-06 1995-10-17 General Electric Company Reduced flux current sensor
US5463313A (en) * 1993-09-09 1995-10-31 General Electric Company Reduced magnetic field line integral current sensor
US5438257A (en) * 1993-09-09 1995-08-01 General Electric Company Reduced magnetic flux current sensor
US5629616A (en) * 1995-07-13 1997-05-13 Performance Conrols, Inc. Circuit for measuring current in class-d amplifiers
US6114847A (en) * 1995-10-04 2000-09-05 Johnson; Darrell Connectionless signal detection device for conductive cables
DE19618114A1 (de) * 1996-05-06 1997-11-13 Vacuumschmelze Gmbh Stromkompensierter Stromsensor
JP2000509504A (ja) * 1996-05-06 2000-07-25 バクームシユメルツエ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング 特に小電流用の電流センサ
US5793196A (en) * 1996-07-03 1998-08-11 Sundstrand Corporation Current transformer for measuring differential-mode and common-mode current
US5959433A (en) * 1997-08-22 1999-09-28 Centurion Intl., Inc. Universal inductive battery charger system
US6392401B1 (en) * 1998-06-05 2002-05-21 Chathan M. Cooke Closely-coupled multiple-winding magnetic induction-type sensor
EP1171776A4 (en) * 1998-11-30 2003-07-09 Mts System Corp Circuit with improved dynamic behavior for current measurement in pulse width modulated amplifiers
US6534967B1 (en) 2000-09-25 2003-03-18 Mts Systems Corporation Dual totem current sensor for measuring load current in an H-bridge power stage
DE10148815A1 (de) * 2001-10-02 2003-04-10 Abb Patent Gmbh Verfahren und Einrichtung zur Stromwertermittlung unter Einsatz eines Stromwandlers, welcher im Bereich der Kernsättigung arbeitet
JP4332623B2 (ja) * 2003-02-26 2009-09-16 テクトロニクス・インコーポレイテッド 電流プローブ
US6954060B1 (en) 2003-03-28 2005-10-11 Edel Thomas G a-c current transformer functional with a d-c current component present
DK176607B1 (da) 2003-11-27 2008-11-10 Danfysik As Detektorkredslöb til brug ved strömmåling
ATE482402T1 (de) 2004-11-05 2010-10-15 Lem Liaisons Electron Mec Detektorschaltung zur strommessung
DK200500029A (da) * 2005-01-07 2006-07-08 Danfysik As Detektorkredslöb til brug ved strömmåling
CN105866505B (zh) * 2016-03-24 2018-06-19 中国科学院上海应用物理研究所 一种交直流电流传感器的磁芯选择方法
CN108732403B (zh) * 2017-04-24 2020-10-20 航天科工深圳(集团)有限公司 一种电流传感器及其磁通平衡电路
CN108732404B (zh) * 2017-04-24 2020-10-20 航天科工深圳(集团)有限公司 一种电流传感器及其多磁通平衡控制电路
US10571538B2 (en) * 2018-06-01 2020-02-25 General Electric Company Diagnostic device and method for diagnosing a faulty condition in a gradient amplifier system
CN110676038A (zh) * 2018-07-02 2020-01-10 福迪威(上海)工业仪器技术研发有限公司 电流互感器
EP3812785A1 (en) * 2019-10-22 2021-04-28 LEM International SA Fluxgate current transducer
CN113075605B (zh) * 2021-03-30 2023-10-27 中国科学院上海高等研究院 一种磁调制dcct的零点偏差校准方法
CN113341201B (zh) * 2021-06-08 2022-08-09 合肥博微田村电气有限公司 一种磁通门电流传感器及电流测量方法
CN113866477B (zh) * 2021-08-30 2022-07-05 中国人民解放军海军工程大学 四磁芯六线圈磁调制高精度超大孔径电流检测方法及***

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2633071C3 (de) * 1976-07-22 1980-10-16 Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen Regelanordnung für einen Wechselstromsteller
US4255705A (en) * 1979-09-24 1981-03-10 General Electric Company Peak detection and electronic compensation of D. C. saturation magnetization in current transformers used in watt hour meter installations
DE3480232D1 (en) * 1983-07-20 1989-11-23 Transformatoren & Roentgenwerk Device for measuring direct currents
DE3708892C2 (de) * 1987-03-19 1994-03-03 Heidelberger Druckmasch Ag Strommeßeinrichtung, insbesondere zur Bestimmung des Motorstroms eines Gleichstrommotors

Also Published As

Publication number Publication date
EP0314234A1 (en) 1989-05-03
EP0314234B1 (en) 1993-09-29
ATE95314T1 (de) 1993-10-15
DK577588A (da) 1989-04-16
DE3884554D1 (de) 1993-11-04
DK577588D0 (da) 1988-10-17
DK168719B1 (da) 1994-05-24
DE3884554T2 (de) 1994-02-03
US4912396A (en) 1990-03-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NL8702471A (nl) Schakeling voor het detecteren van een asymmetrie in de magnetiseringsstroom van een magnetische modulator.
TW504896B (en) Amplifier circuit
US5617019A (en) Inductive measuring device for measuring alternating current components superposed to a high direct current
JP6304647B2 (ja) 電流検出装置
JP2923307B2 (ja) 電流センサ
US2509738A (en) Balanced magnetic amplifier
US4800476A (en) PWM inverter with a saturable core
US4591810A (en) Pulse width modulator for electronic watthour metering
KR100968633B1 (ko) 전류센서
JPS58501492A (ja) 誘導負荷に有効な効率の良い電流変調器
US11747366B2 (en) Current sensor for non-contact current measurement
KR100451480B1 (ko) 직류 및 교류의 측정이 가능한 클램프형 전류측정기
JP2016194483A (ja) 電流検知装置
US4596951A (en) Electronic circuit for measuring AC electrical energy
US6320370B1 (en) Circuit with improved dynamic response for measuring current in pulse width modulated amplifiers
RU2410829C1 (ru) Способ уменьшения насыщения трансформатора импульсного преобразователя и преобразователь для его осуществления
JP2006112833A (ja) インダクタンス測定器
JP3074749B2 (ja) 電力変換回路
US20170169943A1 (en) Correlation-evading commutated-element direct-current current transformer
SU915063A1 (ru) Стабилизатор переменного напряжения (53)удк 621.316. .722.1(088.8) 1
SU1539670A2 (ru) Датчик посто нного и переменного тока
SU1467545A2 (ru) Стабилизатор посто нного тока
SU1673998A1 (ru) Датчик посто нного и переменного тока
SU1448316A2 (ru) Устройство дл измерени напр женности магнитного пол
SU1182422A1 (ru) Измерительный преобразователь посто нного тока

Legal Events

Date Code Title Description
A1B A search report has been drawn up
BV The patent application has lapsed