Вимірювальний пристрій

1. Вимірювальний пристрій, що містить трансформатор струму і вимірювальний ланцюг, вхід якого підключений до вторинної обмотки трансформатора струму, який відрізняється тим, що вхідний опір вимірювального ланцюга практич C2 2 (19) 1 3 77647 4 рматорів TZ76V/TZ76L характеристика лінійна за -·між трансформатором струму і вимірювальR=20Ом і вимірювальним струмом до 240А, то за ним ланцюгом послідовно включений корегуючий R=300Ом вона лінійна тільки до 60 А. ланцюг (3-й пункт, що є розвитком 1-го або 2-го); Другим аналогом винаходу є пристрій, що опи-·корегуючим ланцюгом є конденсатор, який саний в: настроєний у резонанс із індуктивністю розсіюван[3] [Data Sheet фірми Analog Devices: AD7755 ня вторинної обмотки трансформатора струму (4-й Energy Metering IC with Pulse Output, 2000, fig.24, пункт, що уточнює 3-й); p.11 (http://www.analog.com)]. -·вимірювальним ланцюгом є лічильник електУ [3] вторинна обмотка трансформатора навароенергії(5-й пункт, що уточнює 1-й, 2-й, 3-й нтажена, на відміну від першого аналога, двома або 4-й). резисторами, що послідовно з'єднані, із сумарним При цьому резистори R (Rb), які використовуопором Rb, що відповідає R. На резисторах виниються в аналогах, для пристроїв, що пропонуютькає падіння напруги U2 за рахунок струму l2 втося, не потрібні. Якщо трансформатор струму наваринної обмотки трансформатора. До резисторів нтажений вимірювальним ланцюгом із вхідним підключено вхід підсилювача (вимірювального опором, що дорівнює нулю, напруга на трансфорланцюга), вхідним сигналом якого є напруга. маторі, на його первинній обмотці, близька до нуТретім аналогом винаходу є пристрій, що має ля. Близька, але не рівна, бо є ще індуктивності в собі, на відміну від другого аналога, двофазний розсіювання. Якщо послідовно включений конденвимірювальний трансформатор струму. Трансфосатор настроєний у резонанс із індуктивністю розрматор має дві первинні обмотки, які вмикаються у сіювання вторинної обмотки, забезпечується комфазні дроти двохфазної електричної мережі: пенсація напруги цієї індуктивності. При цьому [4] [Preliminary Technical Data фірми Analog напруга на взаємоіндуктивності трансформатора Devices: Eval-ADE7756EB Evaluation Board дорівнює нулю. Це є ідеальний випадок для закоDocumentation ADE7756 Energy Metering IC, Rev. роченого трансформатора (коли індуктивність розPrB 01/01, fig.2 (с.2), fig.6 (с.5)]. сіювання вторинної обмотки скомпенсована). ВхіНа відміну від однофазного, вихідна напруга дний опір трансформатора буде при цьому двофазного трансформатора (на вторинній обмообумовлений індуктивністю розсіювання первинної тці, що також навантажена двома резисторами) є обмотки, яка мала, бо звичайно первинна обмотка пропорційною до суми струмів дво х первинних - це один виток. Але можна скомпенсувати і цю обмоток. Відмітимо, що двофазна мережа, що індуктивність (особливо у тому випадку, коли обописана у [4], має три дроти (на відміну від чотимотка не один виток). Для цього конденсатор нарьох дротів у трьохфазній мережі), два з яких мастроюється у резонанс із сумарною індуктивністю ють фазні напруги, що знаходяться у протифазі розсіювання, що є результатом як індуктивності (180°), а третій є загальним (нейтральним). розсіювання вторинної обмотки, так і індуктивності Другий та третій аналоги мають недоліки перрозсіювання первинної, що перелічується у втошого аналогу, що розглянуті ви ще. Усі (перший, ринну обмотку. Але ж за такою компенсацією взадругий та третій) аналоги мають загальний недоємоіндуктивність вторинної обмотки закорочується лік, що обумовлений тим, що навантажуючий опір не повністю. Вибір того чи іншого варіанту натрансформатора має скінчену величину, що вплистройки буде визначатися конкретними даними ває на властивості вимірювального пристрою у трансформатора. Основним для винаходу є нуцілому. За найближчого аналога обираємо другий льовий вхідний опір вимірювального ланцюга. аналог, що є ближчим до винаходу. А третій анаРозвитком, що направлений на поліпшення запролог є окремим випадком другого. Загальним для понованого пристрою, є введення корегуючого прототипу і винаходу є наявність трансформатора ланцюга, окремим випадком (конкретизацією) якоструму і вимірювального ланцюга, вхід якого підго є конденсатор (він же - розподільчий для поключено до вторинної обмотки трансформатора. стійного струму), що настроєний у резонанс із інЗгідно з викладеним, автором поставлена задуктивністю розсіювання трансформатора дача запропонувати такий вимірювальний при(вторинної обмотки або сумарної). Інші пункти є стрій із трансформатором струму, який був би поконкретизуючими окремими випадками. збавлений розглянутих недоліків. Або, якщо Тому що через трансформатор трансформувисловитись інакше: шляхом змінення схеми вмиється струм за напругою, що дорівнює нулю, потукнення вторинної обмотки трансформатора струму жність також дорівнює нулю. За результатом, заі змінення вхідного опору вимірювального ланцюга безпечується близька до ідеальної передача забезпечити можливість спрощення конструкції струму, а сам трансформатор може бути спрощетрансформатора, а також лінеарізувати амплітудної конструкції - менших габаритів, із малодобротну характеристику пристрою. ним осердям і з підвищеним розсіюванням. ПараЗгідно із поставленою задачею пропонується: доксально: струм, що передається від -·вимірювальний пристрій, що містить транстрансформатора до вимірювального ланцюга, має форматор струму і вимірювальний ланцюг, вхід скінчену величину, а потужність, яка при цьому якого підключений до вторинної обмотки трансфопередається (у трансформаторі), дорівнює нулю. рматора струму, згідно з винаходом вхідний опір Потім у вимірювальному ланцюгу, наприклад, на вимірювального ланцюга дорівнює нулю (1-й пункт виході підсилювача, як показано на Фіг. 1 і 2, устаформули винаходу); новлюється рівень сигналу потрібної величини. -·входом вимірювального ланцюга є вхід підНа Фіг.1 і 2 показані приклади реалізації підсисилювача з паралельним негативним зворотним лювачів із нульовим вхідним опором, які можуть зв'язком (2-й пункт, що уточнює 1-й); бути використані на вході вимірювального ланцю 5 77647 6 га. На Фіг.1 приведена схема, на якій показано що і для звичайного застосування з навантажуютрансформатор струму і операційний підсилювач, чим опором R. що о хвачений паралельним негативним зворотним Але ж у запропонованому випадку, коли нагрузв'язком через резистор Rзв. Вхідний опір підсилюзкою є вимірювальний ланцюг із нульовим вхідним вача, завдяки вказаному зворотному зв'язку, доріопором, точність вимірювання буде більша. Суттєвнює нулю, а ви хідна напруга підсилювача вим є застосування спрощеного трансформатора, Uвих1=I 2Rзв=І1Rзв/n, в тому числі менших габаритів, із малодобротним де I1 і I2 - струм первинної і вторинної обмоток осердям і з підвищеним розсіюванням в обмотках. трансформатора, а Rзв і n - опір резистора і коефіВинахід, що передбачається, за перших чотицієнт трансформації трансформатора. Конденсарьох пунктах його формули, слід віднести до класу тор С (у загальному випадку, корегуючий ланцюг) Н01F38/20 (вимірювальні трансформатори). Слід може бути включеним зі сторони другого виводу було б віднести до класу "Вимірювальні трансфовторинної обмотки трансформатора. рматори струму", але ж клас Н01F38/28 - для одНа Фіг.2 приведена схема підсилювача, також нофазних трансформаторів, тоді як винахід, що із нульовим вхідним опором, але ж із диференціапередбачається, поширюється і на багатофазні льними входом и виходом. Сказане для підсилютрансформатори струму. За п'ятим пунктом форвача за схемою на Фіг.1 у рівній мірі має відномули винахід слід віднести до класу G01R11/48 шення до підсилювача за схемою на Фіг.2. (лічильники електричної енергії). Таким чином, Відзначимо особливість підсилювача за схемою на Н01F38/20 та G01R11/48. Фіг.2: для нього не потребує, щоб вторинна обмотДжерела інформації: ка трансформатора була двосекційною (але може [1] Автоматизация производства и промышленная бути і двосекційною). Конденсатор застосовується электроника. Том 4 / Под гл. редакцией А.И. Берга один (для вторинної обмотки без заземлення сеи В.А. Трапезникова. - М.: Сов. энциклопедия, редньої точки) і може бути включений, як і в підси1965, с.96 (Трансформатор измерительный); лювачі за схемою на Фіг.1, з боку будь-якого виво[2] Toroidal Transformer. Каталог фірми ТАЕ HWA ду вторинної обмотки. Вихідна (диференційна) TRANS CO., LTD, Південна Корея напруга підсилювача дорівнює (http://www.taehwatrans.com). Uвих2=2I2Rзв=2I1Rзв/n. [3] Data Sheet фірми Analog Devices: AD7755 На вході вимірювального ланцюга може бути Energy Metering IC with Pulse Output, 2000, fig.24, не тільки підсилювач [фіг. 1 і 2], але ж, наприклад, p.11 (http://www.analog.com). і інтегратор із С зв замість Rзв або інший пристрій. [4] Preliminary Technical Data фірми Analog Реалізація винаходу не має сумнівів, бо в ньому Devices: Eval-ADE7756EB Evaluation Board використовуються стандартні компоненти - операDocumentation ADE7756 Energy Metering IC, Rev. ційний підсилювач, конденсатор, резистори. PrB 01/01, fig. 2 (с.2), fig.6 (с.5). Трансформатор може бути використаний той же, омп’ютерна в ерстка Б.Голік Підписне Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов оїв ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601