[go: up one dir, main page]

RU2540941C2 - Universal dc sensor with uncoupling and low-voltage power supply - Google Patents

Universal dc sensor with uncoupling and low-voltage power supply Download PDF

Info

Publication number
RU2540941C2
RU2540941C2 RU2013117472/28A RU2013117472A RU2540941C2 RU 2540941 C2 RU2540941 C2 RU 2540941C2 RU 2013117472/28 A RU2013117472/28 A RU 2013117472/28A RU 2013117472 A RU2013117472 A RU 2013117472A RU 2540941 C2 RU2540941 C2 RU 2540941C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
jumper
bus
resistor
shunt
Prior art date
Application number
RU2013117472/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2013117472A (en
Inventor
Павел Васильевич Михеев
Вадим Николаевич Школьный
Екатерина Павловна Кузуб
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнева"
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 Открытое акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнева" filed Critical Открытое акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнева"
Priority to RU2013117472/28A priority Critical patent/RU2540941C2/en
Publication of RU2013117472A publication Critical patent/RU2013117472A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2540941C2 publication Critical patent/RU2540941C2/en

Links

Landscapes

  • Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Abstract

FIELD: measurement equipment.
SUBSTANCE: sensor comprises a measurement shunt, connected in series with a load, an operational amplifier (OA), a transformer, four interchanged switching links, an integrator, a control transistor of p-n-p type. The first output of the shunt is connected to the second output of the load. The second output of the shunt is connected to the switching contact of the second link. The first output of the load is connected to the switching contact of the first link. Normally open contacts of the first and fourth link are connected with a normally closed contact of the second link and a plus bus. The base of the transistor via the resistor is connected to the outlet of the OA and via the other resistor with the emitter of the transistor, and the emitter is connected to the plus output of the OA power supply and the plus bus. The minus output of the OA power supply is connected with the common bus. The collector of the transistor is connected to the inlet of the RC-filter, the outlet of which is connected to the buses of power supply of the introduced blocking generator, assembled with usage of the transistor, two resistors, a capacitor, a diode and two windings of the transformer. Two other windings with identical transformation ratios are connected to the introduced voltage multipliers. The outlet of the first multiplier is connected to the device outlet. The positive outlet of the second multiplier via the feedback resistor is connected to a non-inverting inlet of the OA, and the negative one - to an inverting inlet of the OA. The first divider is connected between the plus bus and the switching contact of the third link, and its outlet is connected to the inverting inlet of the OA. The second divider is connected between the switching contact of the fourth link and the common bus, and its outlet is connected to the non-inverting inlet of the OA. The balancing resistor with taps, which is connected to the balancing outputs of the OA. The fifth interchanged link is connected between the plus bus and one of the outlets of the balancing resistor.
EFFECT: simplification and increased reliability of a device.
1 dwg

Description

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в различных системах космических аппаратов.The invention relates to measuring equipment and can be used in various spacecraft systems.

Известен измерительный преобразователь постоянного тока, содержащий магнитопровод, охватывающий токопровод с измеряемым током, причем магнитопровод имеет узкий зазор, в котором расположен датчик Холла, усилитель мощности, причем его вход соединен с одним из выходных зажимов датчика Холла, а другой выходной зажим последнего соединен с земляной шиной, обмотку отрицательной обратной связи, включенную между выходом усилителя мощности и нагрузкой, другой вывод которой подсоединен к земляной шине, усилитель мощности содержит последовательно соединенные усилитель переменного напряжения на основе дифференцирующего операционного усилителя, запоминающее устройство и усилитель тока, а токовые зажимы датчика Холла присоединены к источнику синусоидального тока, причем один из токовых выводов соединен с земляной шиной, а другой вывод подсоединен к последовательно соединенным компаратору напряжения и формирователю импульсов, выход последнего соединен с входом управления запоминающего устройства (патент РФ №2234706).A known direct current measuring transducer comprising a magnetic circuit, covering a current path with a measured current, the magnetic circuit having a narrow gap in which a Hall sensor and a power amplifier are located, wherein its input is connected to one of the output terminals of the Hall sensor, and the other output terminal of the latter is connected to ground bus, a negative feedback winding connected between the output of the power amplifier and the load, the other output of which is connected to the ground bus, the power amplifier contains a follower but the connected alternating voltage amplifier based on a differentiating operational amplifier, a storage device and a current amplifier, and the current terminals of the Hall sensor are connected to a sinusoidal current source, one of the current terminals being connected to the ground bus, and the other terminal connected to the voltage comparator and pulse shaper connected in series , the output of the latter is connected to the control input of the storage device (RF patent No. 2234706).

Известное устройство имеет несомненные достоинства, такие как:The known device has undoubted advantages, such as:

- наличие гальванической развязки выхода устройства 12 от токопровода 2;- the presence of galvanic isolation of the output of the device 12 from the current lead 2;

- для него не требуется образцовый резистор (шунт);- it does not require a model resistor (shunt);

- токопровод 2 может быть включен в любую шину, в которой необходимо измерять ток - хоть в положительную, хоть в отрицательную.- current lead 2 can be connected to any bus in which it is necessary to measure the current - at least in positive, at least in negative.

Однако это устройство недостаточно надежно, так как имеет большое количество функциональных узлов (4, 6, 10, 11) и, следовательно, элементов, для него требуется вторичный источник питания (на фиг.1 он не показан), что в целом увеличивает количество элементов в устройстве, увеличивает его габариты и массу.However, this device is not reliable enough, since it has a large number of functional units (4, 6, 10, 11) and, therefore, elements, it requires a secondary power source (not shown in Fig. 1), which generally increases the number of elements in the device, increases its size and weight.

Известен измерительный преобразователь постоянного тока, содержащий первый и второй магнитопроводы, на первом из которых размещена первая рабочая обмотка, на втором - вторая, на обоих магнитопроводах одновременно размещены обмотка смещения, компенсационная и измерительная обмотки, вентильный блок с двумя входными выводами, первый из которых подключен к первому выходному выводу источника переменного тока, первый выходной вывод вентильного блока соединен со вторым через последовательно включенные источник постоянного тока и обмотку смещения, первый вывод компенсационной обмотки соединен с первым выводом измерительного прибора, а выводы измерительной обмотки соединены с входными шинами, эталонный резистор, усилитель постоянного тока и шунтирующий резистор, при этом магнитопроводы помещены в магнитный экран, поверх которого размещены измерительная и компенсационная обмотки, вентильный блок выполнен с дополнительными двумя парами выходных выводов, к каждой из которых подключена одна из рабочих обмоток, второй входной вывод вентильного блока соединен со вторым выходным выводом источника переменного тока, между первым и вторым выводами вентильного блока включен эталонный резистор, кроме того они подключены к входу усилителя постоянного тока, параллельно выводам которого подключен шунтирующий резистор, первый вывод которого подключен к второму выводу компенсационной обмотки, а второй вывод - к второму выводу измерительного прибора (авт. свид. СССР №1291889).A known DC-DC converter containing the first and second magnetic circuits, the first of which is the first working winding, the second is the second, bias winding, compensation and measuring windings, a valve block with two input leads, are simultaneously located on both magnetic circuits, the first of which is connected to the first output terminal of the AC source, the first output terminal of the valve unit is connected to the second through a series-connected DC source and a winding with In addition, the first output of the compensation winding is connected to the first output of the measuring device, and the conclusions of the measuring winding are connected to input buses, a reference resistor, a DC amplifier and a shunt resistor, while the magnetic cores are placed in a magnetic screen, on top of which the measuring and compensation windings, the valve block are placed made with an additional two pairs of output terminals, each of which is connected to one of the working windings, the second input terminal of the valve block is connected to the second output a reference resistor is connected between the first and second terminals of the valve block, in addition, they are connected to the input of a DC amplifier, parallel to the terminals of which a shunt resistor is connected, the first terminal of which is connected to the second terminal of the compensation winding, and the second terminal is connected to the second the output of the measuring device (ed. testimonial. USSR No. 1291889).

Однако это устройство для измерения тока недостаточно надежно и имеет большие габариты и массу из-за наличия большого количества элементов, необходимых для его реализации (элементы: в источнике 9 переменного тока; вентильных блоках 10, 11; в усилителе постоянного тока 13, для которого необходим вторичный источник питания - на фиг.1 он не показан; 1 - 8, на которых, по существу, выполнен магнитный усилитель).However, this device for measuring current is not reliable enough and has large dimensions and weight due to the presence of a large number of elements necessary for its implementation (elements: in the AC source 9; valve units 10, 11; in the DC amplifier 13, for which it is necessary secondary power source - it is not shown in Fig. 1; 1-8, on which a magnetic amplifier is essentially made).

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности (прототипом) является устройство для измерения тока, содержащее усилитель постоянного тока с развязкой (авт. свид. СССР №1336200) с подключенным к его входу измерительным шунтом.Closest to the proposed technical essence (prototype) is a device for measuring current, containing a DC amplifier with isolation (ed. Certificate of the USSR No. 1336200) with a measuring shunt connected to its input.

Недостатками прототипа являются: недостаточно высокая надежность из-за наличия большого количества элементов - для питания усилителя 1 требуется дополнительный двухполярный вторичный источник питания, что увеличивает общее количество элементов и габариты устройства минимум в два раза; недостаточно высокая помехоустойчивость из-за наличия в устройстве одновременно положительной и отрицательной обратных связей.The disadvantages of the prototype are: insufficiently high reliability due to the presence of a large number of elements - to power the amplifier 1 requires an additional bipolar secondary power source, which increases the total number of elements and dimensions of the device at least twice; insufficiently high noise immunity due to the presence in the device of both positive and negative feedbacks.

Целью изобретения является упрощение устройства, повышение надежности, помехоустойчивости, долговременной точности, придание устройству способности работать от одного источника с пониженным напряжением питания и универсальности - возможность работать с измерительным резистором (шунтом) включенным в любую шину питания (плюс или минус).The aim of the invention is to simplify the device, increase reliability, noise immunity, long-term accuracy, giving the device the ability to work from one source with a reduced supply voltage and versatility - the ability to work with a measuring resistor (shunt) included in any power bus (plus or minus).

Поставленная цель достигается тем, что в датчике тока, содержащем измерительный шунт, который включен последовательно с нагрузкой, операционный усилитель (ОУ), трансформатор, имеющий четыре обмотки, введены четыре перепаиваемых переключающих перемычки; первый вывод измерительного шунта подключен ко второму выводу нагрузки, нормально разомкнутому контакту третьей перемычки и нормально замкнутому контакту четвертой перемычки; второй вывод шунта подключен к переключающему контакту второй перемычки; первый вывод нагрузки подключен к переключающему контакту первой перемычки; нормально замкнутые контакты первой и третьей перемычки соединены с нормально разомкнутым контактом второй перемычки и подключены к общей шине минус; нормально разомкнутые контакты первой и четвертой перемычки соединены с нормально замкнутым контактом второй перемычки и шиной плюс; введен интегратор, собранный на операционном усилителе и введенном конденсаторе; введен регулирующий транзистор p-n-p типа, база которого через резистор соединена с выходом ОУ и через другой резистор с эмиттером этого же транзистора, а эмиттер - подключен к плюсовому выводу питания ОУ и шине плюс; минусовой вывод питания ОУ соединен с общей шиной; коллектор регулирующего транзистора подключен ко входу введенного RC-фильтра, выход которого подключен к шинам питания введенного блокинг-генератора, собранного с использованием транзистора двух резисторов, конденсатора, диода и двух обмоток трансформатора; две другие обмотки с одинаковыми коэффициентами трансформации подключены к введенным умножителям (например, утроителям) напряжений, выходы которых подключены к шунтирующим резисторам; выход первого умножителя подключен к выходу устройства; положительный выход второго умножителя через резистор обратной связи подключен к неинвертирующему входу ОУ, а отрицательный - к инвертирующему входу ОУ; введены два резистивных делителя с одинаковыми коэффициентами деления; первый делитель включен между шиной плюс и переключающим контактом третьей перемычки, а его выход соединен с инвертирующим входом ОУ; второй делитель включен между переключающим контактом четвертой перемычки и общей шиной, а его выход соединен с неинвертирующим входом ОУ; введен балансировочный резистор с отводами, который подключен к балансировочным выводам ОУ; введена пятая перепаиваемая перемычка, которая включена между шиной плюс и одним из выводов балансировочного резистора.This goal is achieved by the fact that in the current sensor containing a measuring shunt, which is connected in series with the load, an operational amplifier (OA), a transformer having four windings, four soldered switching jumpers are introduced; the first terminal of the measuring shunt is connected to the second terminal of the load, the normally open contact of the third jumper and the normally closed contact of the fourth jumper; the second terminal of the shunt is connected to the switching contact of the second jumper; a first load terminal is connected to a switching contact of the first jumper; normally closed contacts of the first and third jumpers are connected to a normally open contact of the second jumper and are connected to the common negative bus; normally open contacts of the first and fourth jumpers are connected to a normally closed contact of the second jumper and the plus bus; an integrator assembled on an operational amplifier and a capacitor introduced is introduced; a p-n-p type regulating transistor is introduced, the base of which is connected through a resistor to the op-amp output and through another resistor to the emitter of the same transistor, and the emitter is connected to the plus terminal of the op-amp power supply and plus bus; the negative terminal of the power supply of the OS is connected to a common bus; the collector of the control transistor is connected to the input of the introduced RC filter, the output of which is connected to the power buses of the input blocking generator, assembled using a transistor of two resistors, a capacitor, a diode and two transformer windings; two other windings with the same transformation coefficients are connected to the input voltage multipliers (for example, triplers), the outputs of which are connected to shunt resistors; the output of the first multiplier is connected to the output of the device; the positive output of the second multiplier through the feedback resistor is connected to the non-inverting input of the op-amp, and the negative is connected to the inverting input of the op-amp; two resistive dividers with the same division factors are introduced; the first divider is connected between the plus bus and the switching contact of the third jumper, and its output is connected to the inverting input of the op-amp; the second divider is connected between the switching contact of the fourth jumper and the common bus, and its output is connected to the non-inverting input of the op-amp; introduced a balancing resistor with taps, which is connected to the balancing conclusions of the op-amp; introduced the fifth soldered jumper, which is connected between the plus bus and one of the terminals of the balancing resistor.

На рисунке представлена принципиальная электрическая схема устройства (для наглядности рисунка перепаиваемые проволочные перемычки 1-4 изображены как однополюсные двухпозиционные переключатели и показаны в положении, когда шунт подключен к шине плюс, а перемычка 44 изображена как перепаиваемый однополюсный многопозиционный переключатель, который показан в положении подключения к среднему выводу балансировочного резистора 43).The electrical circuit diagram of the device is shown in the figure (for clarity of the illustration, soldered wire jumpers 1-4 are shown as single-pole two-position switches and shown in the position when the shunt is connected to the plus bus, and jumper 44 is shown as a soldered single-pole multi-position switch, which is shown in the connection position to the middle terminal of the balancing resistor 43).

Датчик постоянного тока с гальванической развязкой выхода устройства от шин питания содержит: четыре перепаиваемых переключающих перемычки 1-4; измерительный шунт 5, первый вывод которого подключен ко второму выводу нагрузки 6, нормально разомкнутому контакту перемычки 3 и нормально замкнутому контакту перемычки 4; второй вывод шунта 5 подключен к переключающему контакту перемычки 2; первый вывод нагрузки 6 подключен к переключающему контакту перемычки 1; нормально замкнутые контакты перемычек 1 и 3 соединены с нормально разомкнутым контактом перемычки 2 и подключены к общей шине минус; нормально разомкнутые контакты перемычек 1 и 4 соединены с нормально замкнутым контактом перемычки 2 и шиной плюс; интегратор, собранный на операционном усилителе 7 и конденсаторе 8; регулирующий транзистор 9, база которого через резистор 10 соединена с выходом ОУ 7 и через резистор 11 - с эмиттером, а эмиттер - с плюсовым выводом питания ОУ и шиной плюс; минусовой вывод питания ОУ соединен с общей шиной; коллектор транзистора 9 подключен к входу RC-фильтра 12, 13; четырехобмоточный трансформатор 14 с обмотками 15-18; на элементах 14-16, 19-23 собран блокинг-генератор, шины питания которого подключены к выходу RC-фильтра 12, 13; в трансформаторе 14 обмотки 17 и 18 имеют одинаковый коэффициент трансформации; обмотка 18 через умножитель напряжения - утроитель (элементы 24-29) подключена к шунтирующему резистору 30, и выходу устройства; обмотка 17 через умножитель напряжения - утроитель (элементы 32-37) подключена к шунтирующему резистору 37; положительный выход умножителя (элементы 31-36) через резистор обратной связи 38 (он определяет верхнюю точку измерительного диапазона) подключен к неинвертирующему входу A ОУ 7, а отрицательный - к инвертирующему входу B ОУ 7; первый резистивный делитель напряжения, который собран на резисторах 39, 40 и включен между плюсовой шиной питания и переключающим контактом перемычки 3; выход первого делителя (точка соединения 39 и 40) подключен к инвертирующему входу B ОУ 7; второй резистивный делитель, который собран на резисторах 41, 42 и включен между переключающим контактом перемычки 4 и общей шиной; выход второго делителя (точка соединения 41 и 42) подключен к неинвертирующему входу A ОУ 7; коэффициенты деления делителей с высокой точностью равны двум, т.к. собраны на четырех прецизионных резисторах одного номинала; балансировочный резистор 43 с дополнительными отводами, крайние выводы которого подключены к балансировочным выводам ОУ 7, а один из отводов, при настройке устройства на минимальное выходное напряжение при нулевом измерительном токе, соединяется перепаиваемой перемычкой 44 с шиной плюс.A direct current sensor with galvanic isolation of the device output from the power bus contains: four soldered switching jumpers 1-4; measuring shunt 5, the first terminal of which is connected to the second terminal of the load 6, the normally open contact of the jumper 3 and the normally closed contact of the jumper 4; the second terminal of the shunt 5 is connected to the switching contact of the jumper 2; the first output of the load 6 is connected to the switching contact of the jumper 1; normally closed contacts of jumpers 1 and 3 are connected to a normally open contact of jumper 2 and are connected to the common negative bus; normally open contacts of jumpers 1 and 4 are connected to a normally closed contact of jumper 2 and the plus bus; an integrator assembled on an operational amplifier 7 and a capacitor 8; a regulating transistor 9, the base of which is connected through the resistor 10 to the output of the op-amp 7 and through the resistor 11 to the emitter, and the emitter to the positive output of the op-amp and the plus bus; the negative output terminal of the op-amp power supply is connected to a common bus; the collector of the transistor 9 is connected to the input of the RC filter 12, 13; four-winding transformer 14 with windings 15-18; on elements 14-16, 19-23 a blocking generator is assembled, the power bus of which is connected to the output of the RC filter 12, 13; in the transformer 14, the windings 17 and 18 have the same transformation ratio; winding 18 through a voltage multiplier - a triplicator (elements 24-29) is connected to a shunt resistor 30, and the output of the device; winding 17 through a voltage multiplier - a triple (elements 32-37) is connected to a shunt resistor 37; the positive output of the multiplier (elements 31-36) through the feedback resistor 38 (it determines the upper point of the measuring range) is connected to the non-inverting input A of the op-amp 7, and the negative - to the inverting input B of the op-amp 7; a first resistive voltage divider, which is assembled on resistors 39, 40 and connected between the positive power bus and the switching contact of the jumper 3; the output of the first divider (connection point 39 and 40) is connected to the inverting input B of the OS 7; a second resistive divider, which is assembled on resistors 41, 42 and connected between the switching contact of the jumper 4 and the common bus; the output of the second divider (connection point 41 and 42) is connected to the non-inverting input A of the OS 7; the division factors of the dividers with high accuracy are equal to two, because assembled on four precision resistors of the same rating; balancing resistor 43 with additional taps, the extreme terminals of which are connected to the balancing terminals of the op-amp 7, and one of the taps, when the device is set to the minimum output voltage at zero measuring current, is connected by a soldered jumper 44 to the plus bus.

Устройство работает следующим образом. При подаче питания начинает протекать ток через шунт 5 и нагрузку 6; на шунте 5 появляется падение напряжения:The device operates as follows. When power is applied, current begins to flow through shunt 5 and load 6; voltage drop appears on shunt 5:

U ш = R ш I н

Figure 00000001
, (1) U w = R w I n
Figure 00000001
, (one)

где Uш - падение напряжения на шунте 5;where U W - voltage drop on the shunt 5;

Rш - сопротивление шунта 5;R W - the resistance of the shunt 5;

Iш - ток нагрузки 6.I W - load current 6.

При одинаковых сопротивлениях 39-42 коэффициенты деления первого и второго делителей будут равны двум, поэтому можно найти величину напряжения между неинвертирующим A и инвертирующим B входами ОУ 7:With the same resistances 39-42, the division coefficients of the first and second dividers will be equal to two, so you can find the voltage between the non-inverting A and inverting B inputs of the OS 7:

U A B = U п и т U ш 2 U п и т 2 = 0 , 5 U ш

Figure 00000002
(2) U A - B = U P and t - U w 2 - U P and t 2 = - 0 , 5 U w
Figure 00000002
(2)

Из выражения (2) видно, что UA-B не зависит от напряжения питания Uпит.From the expression (2) it can be seen that U AB is independent of the supply voltage U pit .

За счет действия отрицательной обратной связи интегратор на ОУ 7 и каскад на транзисторе 9 будут подавать такое напряжение питания на блокинг-генератор, чтобы положительное напряжение, поступающее с выхода умножителя (элементы 31-36) через резистор 38 в точку A, компенсировало присутствующее в точке A относительно точки B отрицательное напряжение (2) до пренебрежимо малой величины.Due to the negative feedback, the integrator on the op amp 7 and the cascade on the transistor 9 will supply such a supply voltage to the blocking generator so that the positive voltage coming from the output of the multiplier (elements 31-36) through the resistor 38 to point A compensates for the one present at the point A with respect to point B, the negative voltage (2) is negligible.

При изменении тока нагрузки будут одинаково меняться компенсирующее напряжение на выходе умножителя (элементы 31-36) и напряжение на выходе умножителя (элементы 24-29), т.е. будет производиться преобразование U=f(I) с гальванической развязкой.When the load current changes, the compensating voltage at the output of the multiplier (elements 31-36) and the voltage at the output of the multiplier (elements 24-29) will equally change, i.e. the conversion U = f (I) will be performed with galvanic isolation.

Предложенное устройство проще, т.к. содержит меньше элементов и, следовательно, его надежность выше. Помехоустойчивость устройства повышена за счет введения интегратора 7, 8 и RC-фильтра 12, 13. Напряжение питания устройства удалось уменьшить введением в него умножителей напряжения, сохранив тем самым возможность использования унифицированных трансформаторов. Повышена долговременная точность устройства введением балансировки ОУ 7 перепайкой перемычки 44 к одному из дополнительных выводов балансировочного резистора 43, т.е. исключен малонадежный подвижный контакт подстроечного резистора (рекомендуемая схема балансировки ОУ приведена на рис.7 на л.56 в АЕЯР.431130.187-17ТУ). Повышена универсальность устройства простой перепайкой четырех перемычек измерительный шунт можно включить в шину плюс или минус (это может понадобиться разработчику конструкторской документации, когда на момент ее выпуска, по каким-либо причинам, на 100% не известно, в какую шину включать шунт).The proposed device is simpler because contains fewer elements and, therefore, its reliability is higher. The noise immunity of the device is increased due to the introduction of an integrator 7, 8 and an RC filter 12, 13. The supply voltage of the device was reduced by introducing voltage multipliers into it, thereby preserving the possibility of using standardized transformers. The long-term accuracy of the device is improved by introducing the balancing of the op-amp 7 by soldering the jumper 44 to one of the additional terminals of the balancing resistor 43, i.e. the unreliable movable contact of the tuning resistor is excluded (the recommended op-amp balancing circuit is shown in Fig. 7 on l.56 in AEYAP.431130.187-17TU). The device’s universality has been increased by simply soldering the four jumpers, the measuring shunt can be included in the plus or minus bus (this may be necessary for the developer of the design documentation when, at the time of its release, for some reason, it is not 100% known which bus to include the shunt in).

Опытный образец при измерении тока от 0 до 0,6 А с шунтом 0,1 Ом и выходном напряжении от 0 до 6 В в нормальных условиях имел нелинейность выходной характеристики U=f(I) не более 1% при Uпит=3,7-5,5 В.The prototype, when measuring current from 0 to 0.6 A with a shunt of 0.1 Ohms and an output voltage of 0 to 6 V under normal conditions, had a non-linearity of the output characteristic U = f (I) of not more than 1% at U pit = 3.7 -5.5 V.

Опытный образец устройства был собран: на микросхеме 140УД17А; транзисторах 2Т313Б и 2Т3117А; трансформаторе ТИЛ2В; диодной сборке 2ДС627А; резисторах С2-29В, С2-33Н, резистивной сборке Б19К-1-1 (балансировочный резистор 44); конденсаторах К10-17, К53-65.A prototype device was assembled: on a chip 140UD17A; transistors 2T313B and 2T3117A; transformer TIL2V; diode assembly 2DS627A; resistors C2-29V, C2-33H, resistive assembly B19K-1-1 (balancing resistor 44); capacitors K10-17, K53-65.

Из известных заявителю патентно-информационных материалов не обнаружены признаки, сходные с совокупностью признаков заявляемого объекта.Of the patent information materials known to the applicant, no signs were found that are similar to the totality of the features of the claimed object.

Claims (1)

Универсальный датчик постоянного тока с развязкой и низковольтным питанием, содержащий измерительный шунт, который включен последовательно с нагрузкой, операционный усилитель (ОУ), трансформатор, имеющий четыре обмотки, отличающийся тем, что введены четыре перепаиваемых переключающих перемычки; первый вывод измерительного шунта подключен ко второму выводу нагрузки, нормально разомкнутому контакту третьей перемычки и нормально замкнутому контакту четвертой перемычки; второй вывод шунта подключен к переключающему контакту второй перемычки; первый вывод нагрузки подключен к переключающему контакту первой перемычки; нормально замкнутые контакты первой и третьей перемычки соединены с нормально разомкнутым контактом второй перемычки и подключены к общей шине минус; нормально разомкнутые контакты первой и четвертой перемычки соединены с нормально замкнутым контактом второй перемычки и шиной плюс; введен интегратор, собранный на операционном усилителе и введенном конденсаторе; введен регулирующий транзистор p-n-p типа, база которого через резистор соединена с выходом ОУ и через другой резистор с эмиттером этого же транзистора, а эмиттер подключен к плюсовому выводу питания ОУ и шине плюс; минусовой вывод питания ОУ соединен с общей шиной; коллектор регулирующего транзистора подключен ко входу введенного RC-фильтра, выход которого подключен к шинам питания введенного блокинг-генератора, собранного с использованием транзистора, двух резисторов, конденсатора, диода и двух обмоток трансформатора; две другие обмотки с одинаковыми коэффициентами трансформации подключены к введенным умножителям напряжений, выходы которых подключены к шунтирующим резисторам; выход первого умножителя подключен к выходу устройства; положительный выход второго умножителя через резистор обратной связи подключен к неинвертирующему входу ОУ, а отрицательный - к инвертирующему входу ОУ; введены два резистивных делителя с одинаковыми коэффициентами деления; первый делитель включен между шиной плюс и переключающим контактом третьей перемычки, а его выход соединен с инвертирующим входом ОУ; второй делитель включен между переключающим контактом четвертой перемычки и общей шиной, а его выход соединен с неинвертирующим входом ОУ; введен балансировочный резистор с отводами, который подключен к балансировочным выводам ОУ; введена пятая перепаиваемая перемычка, которая включена между шиной плюс и одним из выводов балансировочного резистора. A universal DC sensor with isolation and low-voltage power supply, comprising a measuring shunt that is connected in series with the load, an operational amplifier (OA), a transformer having four windings, characterized in that four soldered switching jumpers are introduced; the first terminal of the measuring shunt is connected to the second terminal of the load, the normally open contact of the third jumper and the normally closed contact of the fourth jumper; the second terminal of the shunt is connected to the switching contact of the second jumper; a first load terminal is connected to a switching contact of the first jumper; normally closed contacts of the first and third jumpers are connected to a normally open contact of the second jumper and are connected to the common negative bus; normally open contacts of the first and fourth jumpers are connected to a normally closed contact of the second jumper and the plus bus; an integrator assembled on an operational amplifier and a capacitor introduced is introduced; a p-n-p type regulating transistor is introduced, the base of which is connected through a resistor to the op-amp output and through another resistor to the emitter of the same transistor, and the emitter is connected to the plus terminal of the op-amp power supply and plus bus; the negative terminal of the power supply of the OS is connected to a common bus; the collector of the regulating transistor is connected to the input of the introduced RC filter, the output of which is connected to the power buses of the introduced blocking generator, assembled using a transistor, two resistors, a capacitor, a diode, and two transformer windings; two other windings with the same transformation coefficients are connected to the input voltage multipliers, the outputs of which are connected to shunt resistors; the output of the first multiplier is connected to the output of the device; the positive output of the second multiplier through the feedback resistor is connected to the non-inverting input of the op-amp, and the negative is connected to the inverting input of the op-amp; two resistive dividers with the same division factors are introduced; the first divider is connected between the plus bus and the switching contact of the third jumper, and its output is connected to the inverting input of the op-amp; the second divider is connected between the switching contact of the fourth jumper and the common bus, and its output is connected to the non-inverting input of the op-amp; introduced a balancing resistor with taps, which is connected to the balancing conclusions of the op-amp; introduced the fifth soldered jumper, which is connected between the plus bus and one of the terminals of the balancing resistor.
RU2013117472/28A 2013-04-16 2013-04-16 Universal dc sensor with uncoupling and low-voltage power supply RU2540941C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013117472/28A RU2540941C2 (en) 2013-04-16 2013-04-16 Universal dc sensor with uncoupling and low-voltage power supply

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013117472/28A RU2540941C2 (en) 2013-04-16 2013-04-16 Universal dc sensor with uncoupling and low-voltage power supply

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013117472A RU2013117472A (en) 2014-10-27
RU2540941C2 true RU2540941C2 (en) 2015-02-10

Family

ID=53287270

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013117472/28A RU2540941C2 (en) 2013-04-16 2013-04-16 Universal dc sensor with uncoupling and low-voltage power supply

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2540941C2 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3896366A (en) * 1972-09-29 1975-07-22 Yamatake Honeywell Co Ltd D.c. to d.c. converter with conductive isolation
SU1291889A1 (en) * 1985-05-16 1987-02-23 Объединенный Институт Ядерных Исследований D.c.instrument transducer
SU1336200A1 (en) * 1985-12-26 1987-09-07 Всесоюзный научно-исследовательский институт электромеханики D.c.amplifier with decoupling
SU1402950A1 (en) * 1986-09-30 1988-06-15 Предприятие П/Я В-2969 Direct current measuring device
RU2234706C1 (en) * 2003-04-08 2004-08-20 Ульяновский государственный технический университет Measuring direct current transformer
US20120306657A1 (en) * 2011-06-06 2012-12-06 Lear Corporation Isolated resistive current sensor

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3896366A (en) * 1972-09-29 1975-07-22 Yamatake Honeywell Co Ltd D.c. to d.c. converter with conductive isolation
SU1291889A1 (en) * 1985-05-16 1987-02-23 Объединенный Институт Ядерных Исследований D.c.instrument transducer
SU1336200A1 (en) * 1985-12-26 1987-09-07 Всесоюзный научно-исследовательский институт электромеханики D.c.amplifier with decoupling
SU1402950A1 (en) * 1986-09-30 1988-06-15 Предприятие П/Я В-2969 Direct current measuring device
RU2234706C1 (en) * 2003-04-08 2004-08-20 Ульяновский государственный технический университет Measuring direct current transformer
US20120306657A1 (en) * 2011-06-06 2012-12-06 Lear Corporation Isolated resistive current sensor

Also Published As

Publication number Publication date
RU2013117472A (en) 2014-10-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105445524B (en) DCR Current Sensing in Four-Switch Buck-Boost Converter
CN105004927B (en) Bridge resistor and its application
RU2686447C1 (en) Switching device, test device and method for operation of switching device for measuring device for transformer
RU2540941C2 (en) Universal dc sensor with uncoupling and low-voltage power supply
CN111208752B (en) Single input circuit for receiving output from di/dt sensor or current transformer and circuit breaker comprising same
RU2528270C2 (en) Dc sensor with isolation
WO2014131378A1 (en) Measurement current transformer
US20190162758A1 (en) Current-measuring apparatus, series of current-measuring apparatuses, and method for measuring current
RU2609277C1 (en) Method of monitoring insulation resistance of extensive dc networks
RU2602368C1 (en) Controlled switch of electric circuit elements
RU2510030C2 (en) Device for scale transformation
US2741741A (en) Device for testing or measuring capacitance or inductance
RU2511639C2 (en) Dc sensor with isolation
JP2023543256A (en) DC voltage converter with current sensor mechanism
ES2992027T3 (en) Procedure and devices for determining resistances in multiphase transformers
CN204228921U (en) A kind of passive portable non electrical quantity directly jumps relay tester
RU2495442C1 (en) Bridge measuring device of parameters of bipoles
RU2778977C1 (en) Complex for automated measurement and control of parameters of high-frequency transformers
RU2282208C1 (en) Device for testing measuring voltage transformers
SU75070A1 (en) Electrical device for solving a system of equations
CN111220837A (en) Output voltage detector of broadband PWM frequency converter
Słowik et al. Selected current sensing circuits for motor control application
RU164720U1 (en) ELECTRIC CURRENT FEEDBACK DEVICE
SU1312492A1 (en) A.c.voltage-to-d.c.voltage instrument transducer
SU470763A1 (en) Device for measuring inductive complex resistances

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20200417