ДАТЧИК ТОКА ИЗОЛИРОВАННЫЙ Российский патент 2014 года по МПК G01R19/00 

Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности, предназначено для применения в регулируемом электроприводе, системах защиты и автоматики электрических станций и подстанций, а также других сложных электротехнических комплексов.

Известен датчик тока на основе эффекта Холла открытого типа, предназначенный для бесконтактного измерения постоянного, переменного и импульсного токов, состоящий из чувствительного элемента, в качестве которого используется линейный датчик Холла, и магнитопровода концевого типа, который конструктивно устанавливается таким образом, чтобы магнитопровод охватывал токопроводящую шину (1) Кобус А. Датчики Холла и магниторезисторы / А. Кобус, Я. Тушинский; пер. с польск. В.И. Тихонов, К.Б. Макидонская; под. ред. О.К. Хомерики. - М.: Энергия, 1971; 2) Датчики тока Honeywell, http://beriled.biz/data/Files/hall.pdf дата обращения: 12.11.2012). Датчик тока на основе эффекта Холла открытого типа имеет аналоговый выход, напряжение на котором прямо пропорционально величине тока, протекающего через токопроводящий элемент.

Недостатками известного технического решения являются небольшое расстояние, на которое может быть передан сигнал, вследствие того что входным сигналом является напряжение, невысокий диапазон частоты, а также неудобство монтажа, вызванное необходимостью схватывания токопроводящей шины и обеспечения дополнительного крепления для обеспечения неподвижности датчика и его надежной фиксации.

Известно также устройство, принятое за прототип, - компенсационный датчик на эффекте Холла, состоящий из чувствительного элемента, в качестве которого используется линейный интегрированный датчик Холла, и магнитопровода кольцевого типа, который конструктивно устанавливается таким образом, чтобы магнитопровод охватывал токопроводящую шину (1) Кобус А. Датчики Холла и магниторезисторы / А. Кобус, Я. Тушинский; пер. с польск. В.И. Тихонов, К.Б. Макидонская; под. ред. О.К. Хомерики. - М.: Энергия, 1971; 2) Датчика тока Lem LT100-P, http://web.tvcom.ru/tvelem/pasp/LT100-P.pdf дата обращения 12.11.2012). Компенсационные датчики тока на эффекте Холла позволяют бесконтактным способом измерять постоянный, переменный и импульсный токи. Ток, протекающий через токопроводящий элемент, создает магнитное поле, пропорциональное величине этого тока, которое концентрируется внутри кольцевого магнитопровода и воздействует на линейный интегрированный датчик Холла. Сигнал датчика Холла усиливается дополнительным элементом, нагрузкой которого является катушка отрицательной обратной связи. Катушка создает в магнитопроводе противоположное по направлению магнитное поле, полностью компенсирующее исходное. Выходом компенсационного датчика тока на эффекте Холла служит второй вывод катушки, а именно ток, пропорциональный величине тока в токопроводящем элементе и числу витков катушки обратной связи.

Недостатками известного технического решения являются необходимость использования двухполярного питания и внешнего резистора для организации обратной связи, а также неудобство монтажа, вызванное необходимостью схватывания токопроводящей шины и обеспечения дополнительного крепления для обеспечения неподвижности датчика и его надежной фиксации.

Задачей изобретения является бесконтактное измерение постоянного, переменного и импульсного токов, использование однополярного питания при высокой частоте, диапазоне и высоком расстоянии передачи измерительной информации и обеспечение удобства монтажа.

Технический результат заявляемого изобретения заключается в снижении временных издержек на монтаж и установку, повышение точности измеряемой информации.

Указанный технический результат достигается тем, что в датчике тока изолированном, включающем чувствительный элемент и магнитопровод, согласно изобретению в качестве чувствительного элемента используют одноосевой интегральный датчик тока, также в нем используют магнитопровод пластинчатого типа, который устанавливают над токопроводящей шиной.

Изобретение поясняется чертежом, где схематично показана взаимосвязь составных элементов изолированного датчика тока.

Заявляемое устройство включает одноосевой интегральный датчик тока 1, пластинчатый магнитопровод 2, пластиковый корпус 4 (далее корпус 4). Корпус 4 устанавливают на токопроводящую шину 3 и крепят с помощью резьбового крепежного элемента 5.

Заявляемое устройство работает следующим образом. Корпус 4 устанавливают на токопроводящую шину 3 и крепят с помощью резьбового крепежного элемента 5 для обеспечения неподвижности и надежной фиксации. При протекании тока по токопроводящей шине 3 вокруг нее создается магнитное поле, которое фиксируется одноосевым интегральным датчиком тока 1, на выходе датчика тока изолированного с помощью схемотехнического решения, обеспечивающего однополярное питание и отсутствие выпрямительных элементов, формируется унифицированный сигнал постоянного тока.

Заявляемое устройство имеет высокий диапазон частоты и большое расстояние передачи измерительной информации при однополярном питании и не имеет внешнего резистора. Таким образом, за счет использования одноосевого интегрального датчика тока датчик тока изолированный обеспечивает высокую точность измеряемой информации. А использование для обеспечения неподвижности и надежности фиксации непосредственно токопроводящей шины, по которой протекает измеряемый ток, обеспечивает снижение временных издержек на монтаж и установку.

Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности, предназначено для применения в регулируемом электроприводе, системах защиты и автоматики электрических станций и подстанций, а также других сложных электротехнических комплексов. Изолированный датчик тока содержит чувствительный элемент и магнитопровод. При этом в качестве чувствительного элемента используют одноосевой интегральный датчик тока. Также в датчике используют магнитопровод пластинчатого типа, который устанавливают над токопроводящей шиной в пластиковом корпусе, крепящемся непосредственно к токопроводящей шине с помощью резьбового крепежного элемента. Технический результат - повышение оперативности и точности измерений. 1 ил.

Изолированный датчик тока, содержащий чувствительный элемент и магнитопровод, отличающийся тем, что в качестве чувствительного элемента используют одноосевой интегральный датчик тока, также в нем используют магнитопровод пластинчатого типа, который устанавливают над токопроводящей шиной в корпусе, крепящемся непосредственно к токопроводящей шине с помощью резьбового крепежного элемента.