SU1246015A1 - Permanent-magnet electronic current-to-voltage converter - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электроизмерени м и может быть использовано в приборах при измерении петременного тока с гальванической разв зкой. Цель изобретени  - повьшение точности и расширение частотного диапазона путем компенсации частотной зависимости устройства. Дл  этого в устройство , содержащее трансформатор 1 с первичной обмоткой 2 и вторичными обмотками 3 и 4., операционный усилитель 6, резистор 5, конденсатор 9, введены резистор 8, операционный усилитель 7. При увеличении частоты и неизменной амплитуде тока ign ЭДС обмотки 4 увеличиваетс , т.е. трансформатор имеет нарастающую частотную характеристику. Однако интегратор , образованный элементами 7,8 и 9 комценсирует частотную зависимость ЭДС вторичной обмотки, т.к. его частотна  характеристика  вл етс  спадающей. Обеспечение компенсации частотной зависимости позвол ет повысить точность преобразовани  в расширенном диапазоне частот преобразуемого тока. Дополнительным преимуществом преобразовател   вл етс  увеличение запаса устойчивости эа счет фазового сдвига, который вноситс  интегратором. 1 ил. с S (Л The invention relates to electrical measurements and can be used in devices for measuring stalk current with galvanic isolation. The purpose of the invention is to increase the accuracy and expansion of the frequency range by compensating for the frequency dependence of the device. For this purpose, a device containing a transformer 1 with primary winding 2 and secondary windings 3 and 4., operational amplifier 6, resistor 5, capacitor 9, resistor 8, operational amplifier 7 are inserted. i.e. The transformer has an increasing frequency response. However, the integrator, formed by elements 7,8 and 9, evaluates the frequency dependence of the secondary voltage of the secondary winding, since its frequency response is decreasing. The provision of frequency dependence compensation allows an increase in conversion accuracy in the extended frequency range of the current to be converted. An additional advantage of the converter is an increase in the stability margin due to the phase shift introduced by the integrator. 1 il. with S (L

Description

I : 12460 Изобретение относитс  к электроизмерени м и может быть использовано в приборах дл  измерени  переменного тока с гай-ьванической разв зкой.I: 12460 The invention relates to electrical measurements and can be used in instruments for measuring alternating current with cable and cable isolation.

Цель изобретени  - повьшение точ- , ности и расширение частотного диапазона путем компенсации частотной зависимости устройства.The purpose of the invention is to increase the accuracy and expansion of the frequency range by compensating for the frequency dependence of the device.

На чертеже приведена электрическа  принципиальна  схема преобразо- . JQ вател .The drawing shows an electrical schematic diagram of a transform. Jq pad

Магнитоэлектронньй преобразователь ток - напр жение содержит трансформатор 1 с перв ичной обмоткой 2 и с первой 3 и второй 4 вторичными обмотками. Перва  вторична  обмотка 3 одним выводом подключена через первый резистор 5 к выходу первогоThe current-voltage magneto-electronic converter contains a transformer 1 with the first winding 2 and with the first 3 and second 4 secondary windings. The first secondary winding 3 is connected by one output through the first resistor 5 to the output of the first

операционного усилител  6 и к выходной шине, а другим выводом - к инвертирующему входу первого операционного усилител  6 и выходу второго операционного усилител  7. Первый вывод второй вторичной обмотки 4 .соединен через второй резистор 8 с инвертирующим входом второго оде- рационного усилител  7. Выход последнего сое динен с его инвертирующим входом через конденсатор 9.;Вто рой вывод второй вторичной обмотки 4, а также неинве.ртируюаще входы операционных усилителей 6 и 7 соединены- с общей шиной.operational amplifier 6 and to the output bus, and another output to the inverting input of the first operational amplifier 6 and the output of the second operational amplifier 7. The first output of the second secondary winding 4 is connected via a second resistor 8 with the inverting input of the second operational amplifier 7. Soi dinene with its inverting input through the capacitor 9.; The second output of the second secondary winding 4, as well as the non-power input of the operational amplifiers 6 and 7 are connected to the common bus.

Магнитозлектронный -преобразователь ток - напр жение работает следующим образом.The magneto-electron-current converter - the voltage works as follows.

При протекании преобразуемого тока 1 через первичную обмотку 2 трансформатора 1 в обмотке 4 индуктируетс  ЭДС, котора  через резистор 8 подаетс  на инвертируюлэсий вхо операционного усилител  7, которьм вместе с резистором 8 и конденсатором 9 образует интегратор. Напр жение , пропорциональное интегралу ЭДС обмотки 4, усилив аетс  операцион- HbiM усилителем 6 и при помощи резистора 5 преобразуетс  в ток, протекающий через обмотку 3. Этот ток создает в сердечнике трансформатора 1 магнитный поток, компенсирующий магнитный поток, созданньй преобразуемым током ij . Вследствие компенсации магнитных потоков обмоток 2 и 3 ЭДС обмотки 4  вл етс  функцией их разности т.е. разности токов обмоток 2 и 3 с учетом отношени  их числа обмоток.When the convertible current 1 flows through the primary winding 2 of the transformer 1 in the winding 4, an EMF is induced, which through a resistor 8 is fed to the inverting input of the operational amplifier 7, which together with the resistor 8 and the capacitor 9 forms an integrator. A voltage proportional to the integral of the EMF of the winding 4 is amplified by the operational HbiM amplifier 6 and converted by a resistor 5 into a current flowing through the winding 3. This current creates a magnetic flux in the core of the transformer that compensates the magnetic flux created by the converted current ij. Due to the compensation of the magnetic fluxes of the windings 2 and 3, the emf of the winding 4 is a function of their difference. the difference of the currents of the windings 2 and 3, taking into account the ratio of their number of windings.

5five

00

5five

00

5five

00

5five

00

5five

152152

. Поскольку величина тока обмотки 3 св зана пр мой зависимостью с величиной ЭДС обмотки 4, а чем меньше разность магнитных потоков обмоток 2 и -3,, тем меньше ЭДС обмотки 4, в преобразователе действует отрицательна  обратна  св зь, стрем ща с  уравновесить преобразуемый ток i.,,. Since the magnitude of the current of the winding 3 is directly related to the magnitude of the EMF of the winding 4, and the smaller the difference of the magnetic fluxes of the windings 2 and -3, the smaller the emf of the winding 4, negative feedback acts in the converter to balance the converted current i . ,,

Рл RL

током обмотки 3 с учетом соотношени  витков этих обмоток. Ток обмотки 3 формируетс  из выходного напр жени  и., , вследствие чего обеспечиваетс  точное преобразование тока i. в напр жение U.,,, . Приcurrent winding 3, taking into account the ratio of turns of these windings. The current of the winding 3 is formed from the output voltage and., Resulting in an accurate conversion of the current i. during voltage U. ,,,. With

Ьл(етдL

увеличении частоты и неизменной амплитуде , тока i ЭДС обмотки 4 увеличиваетс , так как трансформатор име- .ет нарастающую частотную характеристику . Однако интегратор компенсирует частотную зависимость ЭДС вторичной обмотки, так как его частотна  характеристика  вл етс  спадающей.by increasing the frequency and constant amplitude, the current i of the EMF of the winding 4 increases, since the transformer has an increasing frequency response. However, the integrator compensates for the frequency dependence of the EMF of the secondary winding, since its frequency response is decreasing.

Таким образом, отличи  магнито- электронного преобразовател  ток - напр жение обеспечивают компенсацию его частотной зависимости и тем самым повьш1ают точность преобразовани Thus, the differences of the magneto-electronic current-voltage converter provide compensation for its frequency dependence and thereby increase the accuracy of the conversion.

, в расширенно.м диапазоне частот пре- обр 1зуемого тока. Кроме того преимуществом преобразовател   вл етс  увеличение запаса устойчивости за счет фазового сдвига, который вно .ситс  интегратором., in the extended.m frequency range of the converted current. In addition, the advantage of the converter is an increase in the stability margin due to the phase shift, which is clearly the integrator.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Магнитоэлектронный преобразователь ток - напр жение, содержащий транс форматор с первичной и двум  вторичными обмотками, первый операционный усилитель, первый резистор, включенный между первым выводом первой вторичной обмотки и выходной шиной, соединенной -с выходом первого операционного усилител , и конденсатор , первый вывод которого соединен с инвертирующим входом первого операционного усилител  и вторым выводом первой вторичной обмотки , при этом первый вывод второй вторичной обмотки подключен к общей шине, о тличающийс  тем, что, с целью повьш1ени  точности и расширени  частотного диапазона, в него дополнительно введены второй резистор и второй операционный усилитель , выход которого соединен с инвертирующим входом первого операционного усилител , инвертирующийCurrent-voltage magneto-electronic converter containing a transformer with a primary and two secondary windings, a first operational amplifier, a first resistor connected between the first output of the first secondary winding and an output bus connected to the output of the first operational amplifier, and a capacitor whose first output is connected with the inverting input of the first operational amplifier and the second output of the first secondary winding, while the first output of the second secondary winding is connected to the common bus, h for the purpose povsh1eni accuracy and extended frequency range, it is further introduced a second resistor and a second operational amplifier whose output is connected to the inverting input of the first operational amplifier, the inverting .312460.15 .4.312460.15 .4 вход - с вторым выводом конденсате-ки, а неинвертирующий вход - с.нера и через второй резистор - с вто-инвертирующим входом первого операрым выводом второй вторичной обмот-ционного усилител  и с общей шиной.the input is with the second output of the condensate, and the non-inverting input is of the S.ner and, via the second resistor, with the W-inverting input of the first operative output of the second secondary winding amplifier and with a common bus.