RU205096U1 - DIGITAL AC SENSOR - Google Patents

DIGITAL AC SENSOR Download PDF

Info

Publication number
RU205096U1
RU205096U1 RU2020135457U RU2020135457U RU205096U1 RU 205096 U1 RU205096 U1 RU 205096U1 RU 2020135457 U RU2020135457 U RU 2020135457U RU 2020135457 U RU2020135457 U RU 2020135457U RU 205096 U1 RU205096 U1 RU 205096U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
comparator
input
controller
reference voltage
Prior art date
Application number
RU2020135457U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Святослав Сергеевич Кудряшов
Дмитрий Петрович Санников
Александр Васильевич Тютякин
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Орловский государственный университет имени И.С. Тургенева" (ФГБОУ ВО "ОГУ имени И.С. Тургенева")
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 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Орловский государственный университет имени И.С. Тургенева" (ФГБОУ ВО "ОГУ имени И.С. Тургенева") filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Орловский государственный университет имени И.С. Тургенева" (ФГБОУ ВО "ОГУ имени И.С. Тургенева")
Priority to RU2020135457U priority Critical patent/RU205096U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU205096U1 publication Critical patent/RU205096U1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/25—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof using digital measurement techniques

Abstract

Полезная модель относится к средствам измерения переменного тока. Сущность: цифровой датчик переменного тока содержит измерительный трансформатор тока, резистор нагрузки, компаратор с однополярным питанием, коммутатор, аналого-цифровой преобразователь, контроллер, блок интерфейса, источник опорного напряжения, первый и второй прецизионные резисторы с одинаковым температурным коэффициентом сопротивления. Первый прецизионный резистор включен между выходом источника опорного напряжения и первым входом компаратора с однополярным питанием, который через второй прецизионный резистор соединен с общей шиной. Первый вывод питания компаратора с однополярным питанием подключен к выходу источника опорного напряжения. Технический результат: повышение точности измерения тока за счет снижения случайной составляющей погрешности, а также температурного и временного дрейфа результата измерения. 1 ил.The utility model relates to means for measuring alternating current. Essence: a digital AC current sensor contains a measuring current transformer, a load resistor, a comparator with unipolar power supply, a switch, an analog-to-digital converter, a controller, an interface unit, a reference voltage source, the first and second precision resistors with the same temperature coefficient of resistance. The first precision resistor is connected between the output of the reference voltage source and the first input of the comparator with a unipolar supply, which is connected to the common bus through the second precision resistor. The first power supply terminal of the unipolar supply comparator is connected to the output of the reference voltage source. EFFECT: increased accuracy of current measurement by reducing the random component of the error, as well as the temperature and time drift of the measurement result. 1 ill.

Description

Полезная модель относится к средствам измерения действующего значения переменного тока сетевой частоты и может быть использована для контроля энергопотребления промышленных устройств и силового оборудования.The utility model relates to the means of measuring the effective value of the alternating current of the mains frequency and can be used to control the energy consumption of industrial devices and power equipment.

Известно устройство для измерения переменного тока, содержащее измерительный трансформатор тока, подключенный к входу аналого-цифрового преобразователя, цифровое устройство, реализующее вычисление времени задержки и измерения периода колебаний измеряемого тока, а также цифроаналоговый преобразователь для получения выходного сигнала, совпадающего по фазе с измеряемым током (Патент РФ №2408891, МПК G01R 19/25, опубликован в 2011 г.).A device for measuring alternating current is known, containing a measuring current transformer connected to the input of an analog-to-digital converter, a digital device that computes the delay time and measuring the oscillation period of the measured current, as well as a digital-to-analog converter to obtain an output signal that coincides in phase with the measured current ( RF patent No. 2408891, IPC G01R 19/25, published in 2011).

Недостатком данного устройства является то, что точность измерения тока ограничена инструментальными погрешностями применяемых функциональных узлов: влиянием напряжения начального смещения аналого-цифрового преобразователя и его температурного дрейфа, а также количеством разрядов его выходного кода, увеличение числа которых приводит к повышению потребляемой мощности и стоимости устройства. Применение метода прямого аналого-цифрового преобразования в данном устройстве также обуславливает возрастание погрешности измерения при изменении внешних условий и времени эксплуатации устройства.The disadvantage of this device is that the accuracy of current measurement is limited by the instrumental errors of the functional units used: the influence of the voltage of the initial displacement of the analog-to-digital converter and its temperature drift, as well as the number of bits of its output code, an increase in the number of which leads to an increase in power consumption and the cost of the device. The use of the method of direct analog-to-digital conversion in this device also causes an increase in the measurement error when the external conditions and the operating time of the device change.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой модели является цифровой датчик переменного тока, содержащий измерительный трансформатор тока, резистор нагрузки, компаратор с однополярным питанием, коммутатор, аналого-цифровой преобразователь, контроллер, блок интерфейса, источник опорного напряжения, балластный резистор и светодиод, катод которого подключен к общей шине, а анод подключен к первому выводу вторичной обмотки измерительного трансформатора тока и через балластный резистор подключен к напряжению питания, выводы первичной обмотки измерительного трансформатора тока последовательно включены в цепь измеряемого тока IX и являются входами устройства, а вторичная обмотка трансформатора тока зашунтирована резистором нагрузки и включена между первым и вторым входами компаратора с однополярным питанием, которые соединены с первым и вторым входами коммутатора, третий вход которого подключен к выходу источника опорного напряжения, вход которого подключен к напряжению питания, выход коммутатора через аналого-цифровой преобразователь подключен к первому входу контроллера, второй вход которого соединен с выходом компаратора с однополярным питанием, первый и второй выводы питания которого подключены к напряжению питания и к общей шине, первый и второй выходы контроллера подключены к управляющим входам коммутатора и аналого-цифрового преобразователя, а третий выход контроллера соединен с первым входом блока интерфейса, первый выход которого является выходом устройства, а второй выход соединен с третьим входом контроллера (Патент РФ на полезную модель №166723, МПК G01R 19/25, опубликован в 2016 г.).The closest in technical essence to the proposed model is a digital AC sensor containing a measuring current transformer, a load resistor, a comparator with a unipolar power supply, a switch, an analog-to-digital converter, a controller, an interface unit, a reference voltage source, a ballast resistor and an LED whose cathode is connected to the common bus, and the anode is connected to the first terminal of the secondary winding of the measuring current transformer and is connected to the supply voltage through a ballast resistor, the terminals of the primary winding of the measuring current transformer are connected in series to the circuit of the measured current I X and are the inputs of the device, and the secondary winding of the current transformer is shunted a load resistor and is connected between the first and second inputs of the comparator with a unipolar supply, which are connected to the first and second inputs of the switch, the third input of which is connected to the output of the reference voltage source, the input of which is connected to the supply voltage, the output of the switch through an analog-to-digital converter is connected to the first input of the controller, the second input of which is connected to the output of the comparator with unipolar power supply, the first and second power pins of which are connected to the supply voltage and to the common bus, the first and second outputs of the controller are connected to the control inputs of the switch and analog-to-digital converter, and the third output of the controller is connected to the first input of the interface unit, the first output of which is the output of the device, and the second output is connected to the third input of the controller (RF patent for utility model No. 166723, IPC G01R 19/25, published in 2016 .).

Недостатком данного устройства является ограниченная точность измерения, приводящая к повышенному температурному и временному дрейфу результата измерения, необходимости частой (с периодом не более нескольких десятков миллисекунд) автокалибровки измерительного тракта, повышенной чувствительности результата измерения к флуктуациям напряжения питания, в том числе к наводкам по цепям питания.The disadvantage of this device is the limited measurement accuracy, leading to an increased temperature and time drift of the measurement result, the need for frequent (with a period of no more than several tens of milliseconds) auto-calibration of the measuring path, increased sensitivity of the measurement result to fluctuations in the supply voltage, including pickups along the supply circuits ...

Технической задачей полезной модели является повышение точности измерения.The technical task of the utility model is to improve the measurement accuracy.

Эта задача решена тем, что в цифровой датчик переменного тока, содержащий измерительный трансформатор тока, резистор нагрузки, компаратор с однополярным питанием, коммутатор, аналого-цифровой преобразователь, контроллер, блок интерфейса, источник опорного напряжения, причем выводы первичной обмотки измерительного трансформатора тока последовательно включены в цепь измеряемого тока IX и являются входами устройства, а вторичная обмотка зашунтирована резистором нагрузки и включена между первым и вторым входами компаратора с однополярным питанием, которые соединены с первым и вторым входами коммутатора, третий вход которого подключен к выходу источника опорного напряжения, вход которого подключен к напряжению питания, выход коммутатора через аналого-цифровой преобразователь подключен к первому входу контроллера, второй вход которого соединен с выходом компаратора с однополярным питанием, второй вывод питания которого подключен к общей шине, первый и второй выходы контроллера подключены к управляющим входам коммутатора и аналого-цифрового преобразователя, а третий выход контроллера соединен с первым входом блока интерфейса, первый выход которого является выходом устройства, а второй выход соединен с третьим входом контроллера, согласно полезной модели, дополнительно введены первый и второй прецизионный резистор с одинаковым температурным коэффициентом сопротивления, причем первый прецизионный резистор включен между выходом источника опорного напряжения и первым входом компаратора с однополярным питанием, который через второй прецизионный резистор соединен с общей шиной, первый вывод питания компаратора с однополярным питанием подключен к выходу источника опорного напряжения.This problem is solved by the fact that a digital AC sensor containing a measuring current transformer, a load resistor, a comparator with unipolar power supply, a switch, an analog-to-digital converter, a controller, an interface unit, a reference voltage source, and the leads of the primary winding of the measuring current transformer are connected in series into the circuit of the measured current I X and are the inputs of the device, and the secondary winding is shunted by a load resistor and connected between the first and second inputs of the comparator with unipolar power supply, which are connected to the first and second inputs of the switch, the third input of which is connected to the output of the reference voltage source, the input of which connected to the supply voltage, the output of the switch through an analog-to-digital converter is connected to the first input of the controller, the second input of which is connected to the output of the comparator with unipolar power supply, the second supply output of which is connected to the common bus, the first and second outputs of the controller are connected to control inputs of the switch and analog-to-digital converter, and the third output of the controller is connected to the first input of the interface unit, the first output of which is the output of the device, and the second output is connected to the third input of the controller, according to the utility model, the first and second precision resistors with the same temperature coefficient of resistance, and the first precision resistor is connected between the output of the reference voltage source and the first input of the comparator with unipolar power supply, which is connected to the common bus through the second precision resistor, the first power output of the comparator with unipolar power supply is connected to the output of the reference voltage source.

Технический результат данной полезной модели заключается в повышении точности измерения тока за счет снижения случайной составляющей погрешности, а также температурного и временного дрейфа результата измерения, достигаемых в результате:The technical result of this utility model is to increase the accuracy of current measurement by reducing the random component of the error, as well as the temperature and time drift of the measurement result, achieved as a result of:

формирования начального напряжения посредством прецизионного, термостабильного резистивного делителя, присоединенного к выходу источнику опорного напряжения;generating an initial voltage by means of a precision, thermostable resistive divider connected to the output of a reference voltage source;

питания компаратора выходным напряжением источника опорного напряжения.supplying the comparator with the output voltage of the reference voltage source.

Структурная схема предлагаемого датчика приведена на рисунке.The structural diagram of the proposed sensor is shown in the figure.

Цифровой датчик переменного тока содержит измерительный трансформатор 1 тока, причем выводы первичной обмотки измерительного трансформатора тока последовательно включены в цепь измеряемого тока IX и являются входами устройства, а вторичная обмотка зашунтирована резистором 2 нагрузки и включена между входами компаратора 3 с однополярным питанием, а также подключена к первому и второму входам коммутатора 4. Выход коммутатора 4 через аналого-цифровой преобразователь 5 соединен с первым входом контроллера 6. Первый и второй выходы контроллера 6 подключены к управляющим входам коммутатора 4 и аналого-цифрового преобразователя 5, а третий выход контроллера 6 соединен с первым входом блока 7 интерфейса, первый выход которого является выходом устройства, а второй выход соединен с третьим входом контроллера 6. Третий вход коммутатора 4 соединен с выходом источника 8 опорного напряжения, вход которого подключен к напряжению питания. Первый вход компаратора 3 подключен к источнику начального напряжения U10, сформированного резистивным делителем напряжения на прецизионных резисторах 9 и 10 с одинаковым температурным коэффициентом сопротивления, подключенным к цепи опорного напряжения Uоп с одной стороны и к нулевой шине с другой стороны. Выход компаратора 3 соединен со вторым входом контроллера 6. Питание компаратора 3 осуществляется выходным напряжением источника 8 опорного напряжения.The digital AC sensor contains a measuring current transformer 1, and the terminals of the primary winding of the measuring current transformer are connected in series to the circuit of the measured current I X and are the inputs of the device, and the secondary winding is shunted by a load resistor 2 and is connected between the inputs of the comparator 3 with unipolar power supply, and is also connected to the first and second inputs of the switch 4. The output of the switch 4 through the analog-to-digital converter 5 is connected to the first input of the controller 6. The first and second outputs of the controller 6 are connected to the control inputs of the switch 4 and the analog-to-digital converter 5, and the third output of the controller 6 is connected to the first input of the interface unit 7, the first output of which is the output of the device, and the second output is connected to the third input of the controller 6. The third input of the switch 4 is connected to the output of the reference voltage source 8, the input of which is connected to the supply voltage. The first input of the comparator 3 is connected to the source of the initial voltage U 10 , formed by a resistive voltage divider across precision resistors 9 and 10 with the same temperature coefficient of resistance, connected to the reference voltage circuit U op on one side and to the zero bus on the other side. The output of the comparator 3 is connected to the second input of the controller 6. Comparator 3 is powered by the output voltage of the reference voltage source 8.

Цифровой датчик переменного тока работает следующим образом.The digital AC sensor works as follows.

При протекании измеряемого тока IX по первичной обмотке измерительного трансформатора 1 тока на его вторичной обмотке, имеющей большее число витков nT, формируется ток II=IX/nT, который протекает через резистор 2 нагрузки с сопротивлением R2 и преобразуется в напряжение U2=IX⋅R2/nT. Для работы компаратора 3 с однополярным напряжением питания на линейном участке характеристики на его первый (неинвертирующий) вход подается начальное напряжение U10, равное примерно половине Uоп, и сформированное резистивным делителем напряжения на прецизионных резисторах 9 и 10 с одинаковым температурным коэффициентом сопротивления. При этом выходное напряжение U3 компаратора 3 скачкообразно изменяется в каждом периоде колебаний при переходе напряжения U2 через начальное значение U10, т.е. компаратор 3 формирует импульсы, которые подаются на вход контроллера 6 и указывают на начало каждого периода колебаний измеряемого тока. Кроме того, напряжение U2 через коммутатор 4 поступает на вход аналого-цифрового преобразователя 5, на выходе которого с учетом начального напряжения U10, напряжения смещения UCM и ступени квантования ΔUК аналого-цифрового преобразователя 5 формируется цифровой код N5=(U10+UCM)/ΔUК+IX⋅R2/(ΔUК⋅nT).When the measured current I X flows through the primary winding of the measuring current transformer 1 on its secondary winding, which has a greater number of turns n T , a current I I = I X / n T is formed , which flows through the load resistor 2 with resistance R 2 and is converted into voltage U 2 = I X ⋅R 2 / n T. To operate the comparator 3 with a unipolar supply voltage in the linear section of the characteristic, an initial voltage U 10 is supplied to its first (non-inverting) input, equal to approximately half of U op , and formed by a resistive voltage divider across precision resistors 9 and 10 with the same temperature coefficient of resistance. In this case, the output voltage U 3 of the comparator 3 changes abruptly in each oscillation period when the voltage U 2 passes through the initial value U 10 , i.e. the comparator 3 generates pulses that are fed to the input of the controller 6 and indicate the beginning of each oscillation period of the measured current. In addition, the voltage U 2 through the switch 4 is fed to the input of the analog-to-digital converter 5, at the output of which, taking into account the initial voltage U 10 , the bias voltage U CM and the quantization step ΔU K of the analog-to-digital converter 5, a digital code N 5 = (U 10 + U CM ) / ΔU К + I X ⋅R 2 / (ΔU К ⋅n T ).

Для получения цифрового кода, соответствующего измеряемому току IX, в начале цикла преобразования по командам контроллера 6 выполняется автоматическая коррекция аддитивной и мультипликативной погрешностей устройства. При срабатывании компаратора 3 в момент перехода напряжения U2 через нулевое значение перекидной контакт коммутатора 4 устанавливается в нижнее положение и аналого-цифровым преобразователем 5 кодируется значение начального напряжения U10. При этом на выходе аналого-цифрового преобразователя 5 формируется код, соответствующий сумме его собственного напряжения смещения UCM и начального напряжения: NНАЧ=(U10+UCM)/ΔUК. Полученные значения кодов NНАЧ записываются в блок памяти контроллера 6 и затем используются для коррекции результатов преобразования измеряемого тока IX.To obtain a digital code corresponding to the measured current I X , at the beginning of the conversion cycle, by the commands of the controller 6, an automatic correction of the additive and multiplicative errors of the device is performed. When the comparator 3 is triggered at the moment when the voltage U 2 passes through the zero value, the changeover contact of the switch 4 is set to the lower position and the value of the initial voltage U 10 is encoded by the analog-to-digital converter 5. In this case, at the output of the analog-to-digital converter 5, a code is generated that corresponds to the sum of its own bias voltage U CM and the initial voltage: N ATC = (U 10 + U CM ) / ΔU K. The obtained values of the codes N NAC are written into the memory block of the controller 6 and then used to correct the results of the conversion of the measured current I X.

Практически значения начального напряжения U10 и напряжения смещения UCM аналого-цифрового преобразователя 5 сравнительно медленно изменяются во времени, поэтому кодирование данных напряжений выполняется по командам контроллера 6 не чаще одного раза в секунду. При этом мгновенные значения U2k выходного напряжения измерительного трансформатора 1 тока кодируются М раз аналого-цифровым преобразователем 5 в каждом периоде колебаний входного тока и формируются коды N5k. Контроллер 6 из значения каждого кода N5k вычитает запомненный начальный код поправки NНАЧ для компенсации аддитивной составляющей погрешности преобразования. Кроме того, в контроллере 6 выполняется расчет поправочного коэффициента KП=NO/NОП по отношению образцового NO и измеренного NОП кодов, на который выполняется умножение разности измеренного и начального напряжений и формируется скорректированный код Nk=(N5k-NНАЧ)⋅KП=IX⋅R2/ΔUКnT, значение которого возводится в квадрат. Затем контроллер 6 суммирует все М мгновенных значений квадратов кода Nk в течение длительности цикла измерения ТИЗМ, равной одному или нескольким периодам колебаний измеряемого тока, а полученный результат преобразования

Figure 00000001
полностью соответствует среднеквадратическому значению тока на интервале измерения ТИЗМ. Результирующий код NX выводится контроллером 6 на выход устройства через блок 7 интерфейса либо периодически, либо только по внешнему запросу.In practice, the values of the initial voltage U 10 and the bias voltage U CM of the analog-to-digital converter 5 change relatively slowly over time, therefore, the encoding of these voltages is performed by the commands of the controller 6 no more than once a second. In this case, the instantaneous values U 2k of the output voltage of the measuring current transformer 1 are encoded M times by the analog-to-digital converter 5 in each oscillation period of the input current, and codes N 5k are generated. The controller 6 from the value of each code N 5k subtracts the stored initial correction code N NCH to compensate for the additive component of the conversion error. In addition, in the controller 6, the correction factor K P = N O / N OP is calculated in relation to the reference N O and the measured N OP codes, by which the difference of the measured and initial voltages is multiplied and the corrected code N k = (N 5k -N START) ⋅K P = I X ⋅R 2 / ΔU K n T, whose value is squared. Then the controller 6 sums up all M instantaneous values of the squares of the code N k during the duration of the measurement cycle T MEZ , equal to one or more oscillation periods of the measured current, and the resulting conversion result
Figure 00000001
fully corresponds to the root-mean-square value of the current in the measurement interval T OZM . The resulting code N X is output by the controller 6 to the output of the device through the interface unit 7, either periodically or only by an external request.

Повышение точности в предложенном цифровом датчике переменного тока, по сравнению с прототипом, достигается за счет питания компаратора 3 от источника 8 опорного напряжения, а также замены источника 8 начального напряжения на светодиоде схемой формирования начального напряжения на основе источника 8 опорного напряжения и прецизионного термостабилизированного делителя опорного напряжения на резисторах 9 и 10, что обеспечивает:An increase in accuracy in the proposed digital AC sensor, in comparison with the prototype, is achieved by powering the comparator 3 from the reference voltage source 8, as well as replacing the initial voltage source 8 on the LED with an initial voltage generation circuit based on the reference voltage source 8 and a precision temperature-stabilized reference divider voltage across resistors 9 and 10, which provides:

снижение температурного и временного дрейфа начального напряжения;decrease in temperature and time drift of the initial voltage;

повышение коэффициента стабилизации начального напряжения и напряжения питания компаратора и, как следствие, снижение случайной составляющей погрешности, вызванной флуктуациями напряжения питания, в том числе наводками по цепям питания;an increase in the stabilization factor of the initial voltage and supply voltage of the comparator and, as a consequence, a decrease in the random component of the error caused by fluctuations in the supply voltage, including pickups along the supply circuits;

возможность увеличения минимум в 10 раз интервала времени между калибровками измерительного тракта, а, следовательно, - увеличения числа отсчетов измеряемого тока на интервале между калибровками, что при их усреднении в процессе вычисления СКЗ тока приводит к снижению случайной составляющей погрешности минимум в квадратный корень из 10-ти (приблизительно в 3,16) раз.the possibility of increasing at least 10 times the time interval between the calibrations of the measuring path, and, consequently, increasing the number of readings of the measured current in the interval between calibrations, which, when they are averaged in the process of calculating the RMS current, leads to a decrease in the random component of the error by at least the square root of 10 tee (approximately 3.16) times.

При экспериментальном моделировании цифрового датчика переменного тока применялся измерительный трансформатор тока на магнитопроводе из нанокристаллического сплава типа Т11С класса 0,05, выпускаемый ВП "Аист", компаратор на основе дифференциального усилителя LMC7101 с однополярным напряжением питания, имеющий напряжение смещения менее 100 мкВ, микроконтроллер типа STM32F030F4P6, в состав которого входят коммутатор, аналого-цифровой преобразователь с источником опорного напряжения, блок памяти и управляющий контроллер, а в блоке интерфейса использован приемопередатчик RS-485 типа ADM3485EARZ. Для формирования опорного напряжения применен интегральный формирователь опорного напряжения LM385Z-2.5G. Резисторы формирователя начального напряжения (прецизионного термостабилизированного делителя опорного напряжения) и высокоточный резистор нагрузки, подключенный к вторичной обмотке измерительного трансформатора тока для получения напряжения, использованы типоразмера 0805 с допуском 1% и температурным коэффициентом сопротивления <100*10-6 1/°С.In the experimental modeling of the digital AC sensor, a measuring current transformer on a magnetic core made of a nanocrystalline alloy of the T11C class of 0.05 class, manufactured by VP "Aist", a comparator based on a differential amplifier LMC7101 with a unipolar supply voltage, having a bias voltage of less than 100 μV, an STM32F030F4P6 microcontroller was used , which includes a switch, an analog-to-digital converter with a reference voltage source, a memory unit and a control controller, and the interface unit uses an ADM3485EARZ RS-485 transceiver. An integrated reference voltage driver LM385Z-2.5G is used to generate the reference voltage. The resistors of the initial voltage driver (precision temperature-stabilized reference voltage divider) and a high-precision load resistor connected to the secondary winding of the measuring current transformer to obtain the voltage are of the size 0805 with a tolerance of 1% and a temperature coefficient of resistance <100 * 10 -6 1 / ° С.

Claims (1)

Цифровой датчик переменного тока, содержащий измерительный трансформатор тока, резистор нагрузки, компаратор с однополярным питанием, коммутатор, аналого-цифровой преобразователь, контроллер, блок интерфейса, источник опорного напряжения, причем выводы первичной обмотки измерительного трансформатора тока последовательно включены в цепь измеряемого тока и являются входами устройства, а вторичная обмотка зашунтирована резистором нагрузки и включена между первым и вторым входами компаратора с однополярным питанием, которые соединены с первым и вторым входами коммутатора, третий вход которого подключен к выходу источника опорного напряжения, вход которого подключен к напряжению питания, выход коммутатора через аналого-цифровой преобразователь подключен к первому входу контроллера, второй вход которого соединен с выходом компаратора с однополярным питанием, второй вывод питания которого подключен к общей шине, первый и второй выходы контроллера подключены к управляющим входам коммутатора и аналого-цифрового преобразователя, а третий выход контроллера соединен с первым входом блока интерфейса, первый выход которого является выходом устройства, а второй выход соединен с третьим входом контроллера, отличающийся тем, что в него введены первый и второй прецизионные резисторы с одинаковым температурным коэффициентом сопротивления, причем первый прецизионный резистор включен между выходом источника опорного напряжения и первым входом компаратора с однополярным питанием, который через второй прецизионный резистор соединен с общей шиной, первый вывод питания компаратора с однополярным питанием подключен к выходу источника опорного напряжения.A digital AC current sensor containing a measuring current transformer, a load resistor, a comparator with unipolar power supply, a switch, an analog-to-digital converter, a controller, an interface unit, a reference voltage source, and the leads of the primary winding of the measuring current transformer are connected in series to the measured current circuit and are inputs device, and the secondary winding is shunted by a load resistor and is connected between the first and second inputs of the comparator with a unipolar supply, which are connected to the first and second inputs of the switch, the third input of which is connected to the output of the reference voltage source, the input of which is connected to the supply voltage, the output of the switch through the analog -digital converter is connected to the first input of the controller, the second input of which is connected to the output of the comparator with unipolar power supply, the second power output of which is connected to the common bus, the first and second outputs of the controller are connected to the control inputs of the switch and analog-to-digital converter, and the third output of the controller is connected to the first input of the interface unit, the first output of which is the output of the device, and the second output is connected to the third input of the controller, characterized in that the first and second precision resistors with the same temperature coefficient of resistance are inserted into it, wherein the first precision resistor is connected between the output of the reference voltage source and the first input of the comparator with unipolar power supply, which is connected to the common bus through the second precision resistor, the first power output of the comparator with unipolar power supply is connected to the output of the reference voltage source.
RU2020135457U 2020-10-27 2020-10-27 DIGITAL AC SENSOR RU205096U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020135457U RU205096U1 (en) 2020-10-27 2020-10-27 DIGITAL AC SENSOR

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020135457U RU205096U1 (en) 2020-10-27 2020-10-27 DIGITAL AC SENSOR

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU205096U1 true RU205096U1 (en) 2021-06-28

Family

ID=76820328

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020135457U RU205096U1 (en) 2020-10-27 2020-10-27 DIGITAL AC SENSOR

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU205096U1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5225784A (en) * 1991-02-25 1993-07-06 National Research Council Of Canada DC Current comparator circuit for generating an adjustable output proportional to an input signal
RU2103694C1 (en) * 1995-09-19 1998-01-27 Акционерное общество открытого типа "Краснодарский ЗИП" Tong-test instrument
US20080048644A1 (en) * 2006-07-26 2008-02-28 Hales Rex K Current Mode Analog-to-Digital Converter
RU166723U1 (en) * 2016-05-23 2016-12-10 Дмитрий Петрович Санников DIGITAL AC SENSOR

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5225784A (en) * 1991-02-25 1993-07-06 National Research Council Of Canada DC Current comparator circuit for generating an adjustable output proportional to an input signal
RU2103694C1 (en) * 1995-09-19 1998-01-27 Акционерное общество открытого типа "Краснодарский ЗИП" Tong-test instrument
US20080048644A1 (en) * 2006-07-26 2008-02-28 Hales Rex K Current Mode Analog-to-Digital Converter
RU166723U1 (en) * 2016-05-23 2016-12-10 Дмитрий Петрович Санников DIGITAL AC SENSOR

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9866121B2 (en) Tracking energy consumption using a boost-buck technique
CN107346007B (en) Current sensor testing device and testing method
CN114503414A (en) Power measurement in a switched mode power supply
RU166723U1 (en) DIGITAL AC SENSOR
US9885740B2 (en) Tracking energy consumption using a sepic-converter technique
RU205096U1 (en) DIGITAL AC SENSOR
KR101211055B1 (en) Electronic watt hour meter with large dynamic range
Liu et al. Offset error reduction in Open Loop Hall Effect current sensors powered with single voltage source
US9013203B2 (en) Tracking energy consumption using a fly-back converter technique
Espel et al. Characterization of analogue-to-digital converters of a commercial digital voltmeter in the 20 Hz to 400 Hz frequency range
US11946961B2 (en) Tracking energy consumption using a buck-boosting technique
Kim et al. Traceability chain at KRISS from DC quantum Hall resistance to farad using coaxial bridges
CN110687348B (en) Electric energy metering device and electric energy metering method
Zajec et al. Power calibrator using switched mode voltage source
RU179457U1 (en) AMMETER
Roman et al. Low consumption flux-gate transducer for AC and DC high-current measurement
US10488443B2 (en) Tracking energy consumption using a boost technique
US10324116B2 (en) Electronic device and method for tracking energy consumption
RU2280313C1 (en) Method for protecting voltage-inverter transformer from single-ended saturation
RU216935U1 (en) Device for measuring the strength of electric current
RU2273087C1 (en) Method for protecting voltage inverter transformer against single-ended saturation
RU87304U1 (en) VOLTAGE INVERTER WITH PREVENTION OF ONE-SIDED SATURATION OF TRANSFORMER
RU2390032C1 (en) Method of correcting measurement results of electrical power quantities
Nikoghosyan Research of Metrological Characteristics of the Phasometric Meter of Capacitance and Tangent of the Dielectric Losses Angle of Capacitors
RU2329515C1 (en) Correction method for power values measurement results