Precyzyjny regulator prądu wzbudzenia w przetwornikach jedno i dwucewkowych do bezstykowego pomiaru konduktywności elektrycznej

• Autorzy: Serwicki T. , Kuśmierz J. , Augustyn J.

Warianty tytułu

EN

A precise regulator circuit of excitation current for single and double coil transducers used in contactless measurements of electrical conductivity

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono układ precyzyjnego regulatora prądu cewki wzbudzenia dla przetworników indukcyjnościowych jedno i dwucewkowych wykorzystywanych w bezstykowych pomiarach konduktywności elektrycznej, który został opracowany w oparciu o wzmacniacz z napięciowo regulowanym wzmocnieniem. Prezentowany regulator prądu umożliwia precyzyjne utrzymanie prądu o ustalonej wartości w obwodzie cewki wzbudzenia przetworników indukcyjnościowych w szerokim zakresie częstotliwości pracy. Układ został wykonany w technologii montażowej SMD, a następnie poddany badaniom sprawdzającym założenia i wymagania odnośnie dokładności regulacji prądu cewki wzbudzenia przetworników indukcyjnościowych.

EN

The paper presents a precise current regulator circuit for the excitation coil of single and double coil inductive transducers used in contactless measurements of electrical conductivity. The proposed current regulator circuit for inductive transducers is free from disadvantages of solutions based on the programmable devices that need software algorithms to determine the desired value excitation current. Moreover, the use of analog circuit allows obtaining better performance and reliability in a wide range of operating frequencies. This current regulator circuit uses a wide dynamic range AD8336 variable gain amplifier (VGA) as the gain control element [10]. The current regulator circuit provides precise current regulation in the circuit excitation coil of the inductive transducers up to 270 kHz. Because of the wide range of operating frequencies and the wide range of input voltages, the current regulator circuit can be widely applied in the systems in which the precise regulation is required for the resistive or inductive loads. The current regulator was made in the SMD technology and was tested to check the assumptions and requirements for the current regulation accuracy for inductive transducers. From the tests and analysis of the results obtained there was determined the current regulation accuracy equal to 0.7% for the average value of the current in the relevant frequency range of the regulator circuit. It is the sufficient accuracy to meet the requirement of maintaining a constant excitation current in inductive transducers in both cases of the measurement [1] in contrast to the situation when such a regulation would not be applied.

Słowa kluczowe

PL

regulator prądu; wzmacniacz z regulowanym wzmocnieniem; przetwornik indukcyjnościowy; bezstykowy pomiar konduktywności

EN

current regulator; variable gain amplifier; inductive transducer; contactless measurement of electrical conductivity

• Wydawca: Wydawnictwo PAK
• Czasopismo: Pomiary Automatyka Kontrola
• Rocznik: 2014
• Tom: R. 60, nr 8
• Strony: 573--576
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Serwicki T.

• Politechnika Świętokrzyska, Katedra Elektrotechniki i Systemów Pomiarowych, Al. Tysiąclecia Państwa Polskiego 7, 25-314 Kielce

autor

Kuśmierz J.

• Politechnika Świętokrzyska, Katedra Elektrotechniki i Systemów Pomiarowych, Al. Tysiąclecia Państwa Polskiego 7, 25-314 Kielce

autor

Augustyn J.

• Politechnika Świętokrzyska, Katedra Elektrotechniki i Systemów Pomiarowych, Al. Tysiąclecia Państwa Polskiego 7, 25-314 Kielce

Bibliografia

• [1] Kuśmierz J.: Bezstykowe pomiary konduktywności materiałów przewodzących za pomocą przetworników indukcyjnościowych. Wydawnictwo Politechniki Świętokrzyskiej, s. 29-33, 55-56, 2007.
• [2] Kuśmierz J.: Mathematical model of a double-coil inductive transducer for measuring electrical conductivity. Review of Scientific Instruments, 2007, Vol.78, Nr 8, 084704-1, 084704-7.
• [3] Nakane H.: A method for simultaneously measuring resistivity and the Meissner effect of a superconductor used a solenoid coil, Instrumentation and Measurement, IEEE Transactions on, 1989.
• [4] Analog Devices: Amplitude Control Circuit for AD9834 Waveform Generator (DDS), Circuit Note CN-0156, June 2010.
• [5] Texas Instruments: A Comprehensive Study of the Howland Current, Application Report SNOA474A, January 2008.
• [6] Steele J., Green T.: Tame Those Versatile Current-Source Circuits, Electronic Design 61, October 15, 1992.
• [7] Apex Microtechonogy: Voltage to Current Conversion, Application Node AN-13, August 2013.
• [8] Apex Microtechonogy: Hig Power Techniques, Technical Seminar Notebook V-12, p. 129-136, http://www.apexanalog.com/wp-content/uploads/2012/08/TechSemV12.pdf.
• [9] Nikolova B. M., Nikolov G. T.: Investigation and Design of High Current Sources for B-H Loop Measurements, Electronics, September 2008.
• [10] Analog Devices, AD8336 General-Purpose, -55°C to +125°C, Wide Bandwidth, DC-Coupled VGA, Data Sheet, 2006.
• [11] Analog Devices: 60 dB Wide Dynamic Range, Low Frequency AGC Circuit Using a Single VGA, Application Note AN-934, 2007.
• [12] Kitchin Ch., Counts L.: RMS to DC Conversion Application Guide, Application Guide, Analog Devices, 1986.
• [13] Linear Technology, Instrumentation Circuitry Using RMS-to-DC Converters, Application Note AN-106, February 2007.