SU1396070A1 - Instrument current converter - Google Patents

Abstract

Изобретение может быть использовано дл  бесконтактного измерени  посто нного и переменного тока. Цель изобретени  - повышение быстродействи  устройства. Преобразователь содержит пороговый элемент. 2, интегратор 5, фильтр 6 нижних частот, магнитный модул тор 9с ферромагнитным сердечником Ю и обмотками компенсал ции 14, возбуждени  11, входной 12, выходной 13 и резисторы 7, 8. Введение генератора 1 импульсов, блока 4 выборки-хранени , формировател  3 стробирующих импульсов и образование новых функциональных св зей уменьшает врем  устаиовленн  выходного сигнала устройства. 2 ил.The invention can be used for contactless measurement of direct and alternating current. The purpose of the invention is to increase the speed of the device. The converter contains a threshold element. 2, integrator 5, low-pass filter 6, magnetic modulator 9c with ferromagnetic core Yu and compensation windings 14, excitation 11, input 12, output 13 and resistors 7, 8. Introduction of pulse generator 1, sampling-storage unit 4, driver 3 gating pulses and the formation of new functional connections reduces the time required for the output signal of the device. 2 Il.

Description

(Л(L

0000

соwith

С5C5

о about

оabout

CpufiCpufi

ВыходOutput

оabout

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике и может быть использовано дл  бесконтактного измерени  постро нного и переменного токовThe invention relates to electrical measuring equipment and can be used for contactless measurement of constructed and alternating currents.

Цель изобретени  - повьппение быстродействи  преобразовани  путем уменьшени  времени установлени  выходного сигнала устройства.The purpose of the invention is to increase the speed of the conversion by reducing the time required to establish the output signal of the device.

На фиг.1 приведена функтщональ- Ва  схема устройства; на фиг.2 - врейенные диаграммы, по сн ющие его ра- оту.Figure 1 shows funchstual-VA diagram of the device; FIG. 2 shows the cut-off diagrams explaining its meaning.

; Устройство содержит генератор 1 Импульсов, пороговьш элемент 2, фор- йирователь 3 стробир тощих импульсов,, блок 4 выборки-хранени , интегратор 5, фильтр 6 нижних частот, первый резистор 7, преобразователь на- Ьр жени  в ток на втором резисторе 8 магнитный модул тор 9, имеющий ферромагнитный сердечник 10, обмотку 11 |возбуждени , -входную обмотку 12, Выходную обмотку 13 и обмотку 14 ком- Ьенсации.; The device contains a Pulse generator 1, a threshold element 2, a driver 3, a pulse pulse stub, a sample-storage unit 4, an integrator 5, a low-pass filter 6, the first resistor 7, and a voltage-to-current converter on the second resistor 8 magnetic module torus 9, having a ferromagnetic core 10, excitation winding 11, input winding 12, output winding 13, and winding 14 of compensation.

Выкод генератора 1 через резис- top 7 соединен с обмоткой 11 возбуж:е- Ни  магнитного модул тора 9. К входу Устройства подключен фильтр 6 нюкних частот, к выходу которого подключена |входна  обмотка 12 магнитного модул  fropa 9, его выходна  обмотка 13 соед йена с входом порогового элемента 2,, К выходу которого через формирователь 3 стробирующих импульсов подключен вход стробировани  блока 4 выборки-хранени . Его вход подключен К выходу генератора 1, а выход - к ВХОДУ интегратора 5. Компенсационна  обмотка 14 через резистор 8 соеди- йена с. выходом интегратора 5 и выходом устройства.The code 1 of the generator 1 is connected via resis- top 7 to the winding 11 excitation: e- No magnetic modulator 9. A 6-frequency filter is connected to the Device's input, the input winding 12 of the fropa 9 magnetic module is connected to the output, its output winding is 13 yen with the input of the threshold element 2, to the output of which, through the shaper of the 3 gating pulses, the gating input of the sampling-storage unit 4 is connected. Its input is connected to the output of the generator 1, and the output to the INPUT of the integrator 5. The compensation winding 14 via a resistor 8 is connected to c. the output of the integrator 5 and the output of the device.

Устройство работает следующим образом . При отсутствии тока во входной обмотке 12 магнитного модул тора 9 скважность импульсов, снимаемых с выходной обмотки 13, равна двум (фиг.26). Скважность выходного напр жени  порогового элемента 2 такж:е; близка к двум (фиг,2). СкважностьThe device works as follows. In the absence of current in the input winding 12 of the magnetic modulator 9, the duty cycle of the pulses taken from the output winding 13 is two (FIG. 26). The duty cycle of the output voltage of the threshold element 2 is also: e; close to two (FIG. 2). Duty cycle

отлична  от двух вызываетс  неидеальностью характеристики порогового элемента 2. Формирователь.3 стробирующих импульсов вьфабатывает им- йульсы, которые прив заны к переднему фронту выходных импульсов поре Рового элемента 2. В моменты поступлени  стробирующих импульсов блок 4 выборки-хранени  производит выборкуother than two, the imperfect characteristic of the threshold element 2 is caused. The shaper of 3 gating pulses eliminates impulses that are tied to the leading edge of the output pulses of the pore of the Gully element 2. At the instants of the gating pulses, the sampling-storage unit 4 samples

„ „

Q Q

5 0 55 0 5

0 д 0 d

5five

00

5five

из треугольного напр жени  генератора 1 возбуждени  (диаграммы гид на фиг,2), Выбранное напр жение интегрируетс  интегратором 5 и преобразуетс  с помощью резистора 8 в ток, которьп поступает в компенсационную обмотку 14 магнитного модул тора 9.From the triangular voltage of the excitation generator 1 (diagrams of the guide in FIG. 2), the selected voltage is integrated by the integrator 5 and converted by a resistor 8 into a current that goes into the compensation winding 14 of the magnetic modulator 9.

Благодар  введению интегратора 5 и компенсационной обмотки 14 преобразователь тока охвачен глубокой отрицательной обратной св зью. При этом магнитные потоки входной и компенсационной обмоток направлены встречно и в режиме полной компенсации поток в сердечнике 10 магнитного модул тора 9 определ етс  током возбуждени . Однако за счет конечного коэффициента усилени  звеньев цепи пр мой передачи , в которую вход т ПОРОГОВЫЙ элемент 2, блок 4 выборки-хранени  и интегратор 5j имеетс  опшбка статизма, из-за которой в сердечнике 10 магнитного модул тора создаетс  разностный магнитный поток потока компенсации и потока,, вызываемого измер емым током .Due to the introduction of the integrator 5 and the compensation winding 14, the current converter is covered by a deep negative feedback. In this case, the magnetic fluxes of the input and compensation windings are directed oppositely and, in full compensation mode, the flux in the core 10 of the magnetic modulator 9 is determined by the excitation current. However, due to the final gain of the links of the direct transmission, which includes the THRESHOLD element 2, the sampling-storage unit 4 and the integrator 5j, there is a static statistic due to which a differential magnetic flux compensation and flux is created in the core 10 of the magnetic modulator , caused by the measured current.

При поступлении входного тока, которьш протекает по обмотке 12, в сердечнике модул тора 9 создаетс  магнитный поток, пропорциональный: входном току, измен етс  скважность импульсов выходной обмотки 13 (диаграмма б, штрихова  лини  на фиг.2). Измен етс  также скважность выходных импульсов порогового элемента 2 и, соответственно, фаза d по влени  стробирующих импульсов по отношению к треугольному напр нсению генератора 1 Напр жение выборки на выходе блока 4 выборки-хранени  не равно нулю, его интегрирование приводит к по влению тока компенсации, протекающего по обмотке 14 компенсации. В установившемс  режиме выходное напр жение устройства определ етс  произведением тока компенсации на величину сопротивлени  резистора 8. Фильтр б нижних частот подавл ет высшие гармонические составл ющие во входном сигнале и может быть вьшолнен в виде интегрирующей КС-цепи. При этом величина сопротивлени  резистора этой цепи определ ет входное сопротивление устройства по посто нному току. Так как все устройство охвачено глубокой отрицательной обратной св зью, то результирующий магнитньш поток в сердечнике 10 магнитного модул тора 9 определ етс . в установившемс  режиме суммой потока возбужлени  и разностным потоком за счет протекани  измер емого тока во входной обмотке и тока компенсации . При коэффициенте передачи к 1 цепи преобразовани  разностного потока в ток компенсации величина раз- костного магнитного потока составл ет доли процента от потока возбуждени .When the input current flows through the winding 12, a magnetic flux is created in the core of the modulator 9 proportional to: the input current, the pulse ratio of the output winding 13 changes (diagram B, dashed lines in FIG. 2). The porosity of the output pulses of the threshold element 2 also changes and, accordingly, the phase d of the appearance of the gating pulses with respect to the triangular voltage of the generator 1 The sampling voltage at the output of the storage-storage unit 4 is not zero, its integration leads to the appearance of compensation current, flowing through the winding 14 compensation. In steady state, the output voltage of the device is determined by the product of the compensation current by the resistance value of the resistor 8. The low pass filter suppresses the higher harmonics in the input signal and can be implemented as an integrating KS circuit. At the same time, the resistance value of the resistor of this circuit determines the input resistance of the device by direct current. Since the entire device is covered by deep negative feedback, the resulting magnetic flux in the core 10 of the magnetic modulator 9 is determined. in the steady state, the sum of the excitation flow and the differential flow due to the flow of the measured current in the input winding and the compensation current. With the transmission coefficient to 1 of the differential-to-current conversion circuit, the magnitude of the differential magnetic flux is a fraction of a percent of the excitation flux.

ФF

ормула изобретени  Измерительный преобразователь тока , содержащий магнитный модул тор с входной, компенсационной и выходнойJ5 обмотками, пороговый элемент, входы которого подключены к выходной обмотке магнитного модул тора, интегратор, выход которого через преобразователь напр жени  в ток подключен к компен- 20 сационной. обмотке магнитного модул -, , фильтр нижних частот, и ре- .The formula of the invention A current measuring transducer containing a magnetic modulator with input, compensation and output J5 windings, a threshold element whose inputs are connected to the output winding of a magnetic modulator, an integrator whose output is connected to a compensation one through a voltage to current converter. winding magnetic module -,, low pass filter, and re-.

5 0 50

3НСтор, отличающийс  тем, что, с целью повьшени  быстродействи  преобразовани , в него введены генератор импульсов, блок выборки- хранени  и формирователь стробирую- щих импульсов, а магнитньр модул тор снабжен обмоткой возбуждени , причем вход блока выборки-хранени  подключен к выходу генератора импульсов , выход порогового элемента через формирователь стро.бирующих импульсов соединен с входом стробировани  блока, выборки-хранени , к выходу которого подключен вход интегратора, выход интегратора подключен к выходу устройства, обмотка возбуждени  магнитного модул тора, через резистор подключена к выходу генератора импульсов, а входна  обмотка - через фильтр нижних частот - к входу устройства .3Stor, characterized in that, in order to increase the conversion speed, a pulse generator, a sampling-storage unit and a gating pulse shaper were inputted into it, and the magnet modulator was provided with an excitation winding, the input of the sampling-storage unit connected to the output of the pulse generator, the output of the threshold element is connected to the gate input of the sampling-storage unit through the shaping pulse generator, to the output of which the integrator input is connected, the integrator output is connected to the device output, winding excitation magnetic modulator, a resistor connected to the output of the pulse generator, and the input winding - through low pass filter - a device entry.

аbut

f OMMt/ma aanvMtUf помехо,f OMMt / ma aanvMtUf interference,

Фа, гFa, g

Составитель с.Рыбин Редактор А.Маковска  Техред М.Ходанич Корректор И.МускаCompiled by S. Rybin. Editor A. Makovska Tehred M. Khodanych Proofreader I. Muska

Заказ 2492/47Тираж 772ПодписноеOrder 2492/47 Circulation 772 Subscription

ВНИИПИ Государственного комитета СССРVNIIPI USSR State Committee

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., -д, for inventions and discoveries 113035, Moscow, Zh-35, Raushsk nab., d,

Claims (1)

Формула изобретенияClaim Измерительный преобразователь тока, содержащий магнитный модулятор с входной, компенсационной и выходной^ обмотками, пороговый элемент, входы которого подключены к выходной обмотке магнитного модулятора, интегратор, выход которого через преобразователь напряжения в ток подключен к компен- 20 сационной. обмотке магнитного модуля-. ^рора, фильтр нижних частот , и ре зистор, отличающимся тем, что, с целью повышения быстродействия преобразования, в него введены генератор импульсов, блок выборкихранения и формирователь стробирующих импульсов, а магнитный модулятор снабжен обмоткой возбуждения, причем вход блока выборки-хранения подключен к выходу генератора импуль-·· сов, выход порогового элемента через формирователь стробирующих импульсов соединен с входом стробирования блока, выборки-хранения, к выходу которого подключен вход интегратора, выход интегратора подключен к выходу устройства, обмотка возбуждения магнитного модулятора, через резистор подключена к выходу генератора импульсов, а входная обмотка - через фильтр нижних частот - к входу устройства.A measuring current transducer containing a magnetic modulator with input, compensation and output ^ windings, a threshold element, the inputs of which are connected to the output winding of the magnetic modulator, an integrator, the output of which is connected to the compensation through a voltage-to-current converter. winding magnetic module. ^A solution, a low-pass filter, and a resistor, characterized in that, in order to increase the conversion speed, a pulse generator, a storage sampling unit and a gate pulse generator are introduced into it, and a magnetic modulator is equipped with an excitation winding, and the input of the sample-storage unit is connected to the output of the pulse generator ene to the output device, the excitation winding of the magnetic modulator is connected via a resistor to the output of the pulse generator and the input winding - through low pass filter - a device entry. (Put, г(Put, g