Входные преобразователи. Обработка сигнала, страница 26

Трансформаторы классифицируются в соответствии с их погрешностями. К классу 0,1 относятся трансформаторы, имеющие ошибку коэффициента передачи менее ±0,1% и фазовую ошибку меньше ± 5 минут при импедансе нагрузки со значением cosф, лежащим между 1 и 0,8. Класс 1 имеет ошибку коэффициента трансформации меньше ± 1 % и ошибку фазы меньше 60 минут при тех же условиях.

Имеются трансформаторы напряжения на напряжения от 1кВ до 500 кВ. Выходное напряжение стандартизовано: его номинальное значение 100 В и100√3 В. Трансформаторы тока выпускаются для работы с токами от 1 А до 50000 А. Выходной ток стандартизован и равен 1 А и 5 А.

3.3.2 Схемы компенсаторов

Компенсатор является измерительной схемой, в которой используется метод компенсации. Основное достоинство компенсатора состоит в том, что с его помощью можно проводить измерения, не нагружая объект измерения, с высокой точностью. В настоящее время схемы компенсации не так уж часто находят применение. Благодаря современной электронике мы имеем теперь цифровые приборы для измерения напряжения и тока, которые позволяют выполнять измерения намного легче и чрезвычайно точно. В некоторых из этих приборов внутри также используется метод компенсации. Метод компенсации все же и сегодня применяется в ряде приложений (например, при управлении пером графопостроителя и в других сервосистемах). Эти системы могут быть сконструированы так, что они компенсируют измеренную величину без вмешательства человека-оператора' происходит автоматическая компенсация

Сначала, тем не менее, мы рассмотрим измерительные системы, в которых неизвестная величина компенсируется человеком-наблюдателем, то есть осуществляется неавтоматическая компенсация, как это показано на рис 3 29 Очевидно, что можно компенсировать как V-величины, так и I-величины. На рис. 3.29(а) индикатор нуля ∆V используется для установки вспомогательного источника напряжения V_a так, чтобы ∆V= 0. В этом нулевом состоянии I-величина становится равной нулю, так что не может быть никакогообмена энергией между V_і и V_a.

Рис 3 29 Неавтоматическая компенсация (а) Компенсация V-величины. (b) Структурная схема при компенсации V-величины. (с) Компенсация I-величины, (d). Структурная схема при компенсации I-величины.

(Конечно, здесь мы применяем символ обобщенной V-величины.) Установленное значение V_a равно значению V_f. Поскольку это установленное значение известно, то известна также измеренная величина. На рис. 3.29(Ь) показана структурная схема этой процедуры. Вспомогательная величина V_a вычитается из входной величины V_і и считывается отклонение от желаемой ситуации, когда ∆V= 0. Считанная величина используется для корректировки V_a до тех пор, пока не будет достигнуто условие ∆V≈0. Выходная величина (результат измерения) равна установленной величине V_a, когда достигнуто нулевое состояние.

На рис. 3.29(с) показано, как можно компенсировать I-величину. Здесь нулевое состояние достигается при ∆I = 0. В этом случае значение I-величины на клеммах нуль-индикатора равно нулю и, следовательно, токи через R_t и R_a тоже равны нулю. Таким образом, в нулевом состоянии l_i = l_а. Снова выходной величиной является установленное значение 1_а. Сравнивая рис. 3.29(b) и 3.29(d) видим, что структурные схемы для сигналов идентичны.

Автоматическая компенсация, то есть компенсация без вмешательства человека, показана на рис. 3.30. Символы V_і, ∆V, V_a и I_і ,∆I, 1_а соответствуют аналогичным символам на рис. 3.29. В качестве примера компенсации V-величины приведена схема с усилителем напряжения. Предполагая, что коэффициент усиления А усилителя очень велик, получим, что нулевое состояние будет достигаться автоматически при ∆V≈ 0, и тогда V_і = V_a. Так как V_a = , коэффициент усиления напряжения равен V₀ /v_і =(R₁+R₂)/R₁.  На рис. 3.30(b) изображена блок-схема такой автоматической компенсации.