Устройство для бесконтактного измерения постоянных токов Советский патент 1984 года по МПК G01R19/25 

Изобре -ение относится к электроизмерительной технике и предназначено для использования в электрических установках как низкого, так и высоко го напряжения. Известно устройство для бескон-ч тактного измерения постоянных токов содержащее магнитный концентратор с зазором, в котором размещен датчик ЭДС Холла, цилиндрический замкнутый магнитопровод, установленный между токонесущим проводником и магнитным концентратором, блок регистрации, вход которого подключен к выходу дат чика ЭДС Холла 1 . Недостаток извес1%огр устройства заключается в низкой -очности измерения, обусловленной, в основном, ярко выраженной зависимостью ЭДС Хол ла от температуры. Наиболее близким к предлагаемому является устройство для бесконтактного измерения постоянных токов, содержащее преобразователь тока в магнитную индукцию, выполненныйс использованием магнитного концентратора в.виде Ш-образного МагНитопровода, в зазоре которого размещен датчик ядерного магнитного резонанса, а в месте ра;споло)кения среднего сердечника - источник постоянного магнитного поля, и измерительный орган ядерного магнитного резонанса, в-ход которого соединен с выходом датчика а выход - с входом частотомера И. Недостаток указанного устройства .заключается в невысокой точности из-мерения. При этом основным фактором вызывающим погрешности, является фак тор, связанный с неоднородностью поля, создаваемого в зазоре магнитного концентратора источника постоянного магнитного поля. Цель изобретения - повышение точности измерения. Поставленная цель достигается тем что в устройстве для бесконтактного измеренияПОСТОЯННЫХ токов, содержащем преобразователь тока S магнитную индукцию, выполненный с использованием магнитного концентратора с зазо ром и источника постоянного магнитно го поля, последовательно включенные датчик и измерительный орган ядерного магнитного резонанса, с выходом которого соединен вход частотомера, магнитный концентратор выполнен в виде двух жестко зафиксированных плоскопараллельных пластин из магнитомягкого материсша, причем источник постоянного магнитного поля и датчик ядерного магнитного резонанса размещены между упомянутыми пластинами. На фиг. 1 представлена функциочальная схема предлагаемого устройст ва для бесконтактного измерения постоянных токов; на фиг. 2 - его примерная проходная характеристика. Устройство содержит преобразователь тока в магнитную индукцию с разъемным замкнутым магнитопроводом 1 (фиг. 1) из магнитомягкого материала в форме цилиндра, расположенным, вокруг токонесущего проводника 2, магнитным концентратором, выполненным в виде плоскопараллельных пластин 3 и 4 также из магнитомягкого материала, и источником постоянного магнитного поля - постоянным магнитом 5, размещенным между пластинами 3 и 4 вместе с датчиком б ядерного магнитного резонанса. Последний представляет собой .ядросодержащий образец-ампулу, заполненную соответствующим веществом (при использовании ядер водорода - дисцилированной водой) . Жесткая фиксация пластин 3 и 4 магнитного концентратора относительно магнитопровода 1 осуществлена с помощью фиксатора 7 из электроизоляционного материала. В состав устройства входят, кроме того, измерительный орган 8 ядерного магнитного резонанса, вход которого соединен с выходом датчика б (датчик б охвачен обмоткой , питаемой от входящего в орган 8 высокочастотного генератора), и цифровой частотомер 9, вход которого подключен к выходу измерительного органа 8. в качестве вспомогательного приспособления в устройстве.предусмотрен осцилЛбграфический индикатор 10,также включенный на выходе измерительного органа 8. Устройство работает следующим образом. При прохождении измеряемого постоянного тока I по проводнику 2 вокруг него создается магнитное поле с соответствующей этому току индукцией, которая в области между плоскопараллельными пластинами 3 и 4, где размещен датчик 6 ядерного магнитного резонанса, суммируется с индукцией поля постоянного магйита 5. Частота прецесси атомных ядер определяется выражением де v - гидромагнитное отношение используемых атомных ядер (для протонов ,675131 .IO C-VT-); В - суммарная индукция поля, создаваемого постоянным магнитом 5 и измеряемого постоянным током I в области между плоскрпараллельными пластинами 3 и 4. Сигнал с выхода датчика 6 подаетя на вход измерительного органа 8 ядерного магнитного резонанса), где реобразуется в электрический сигнал, есущий информацию о частоте прецесии атомных ядер, и усиливается.Л

Цифровой частотомер 9 показывает частоту f прецессии ядер. Его показания являются пропорциональными суммарной магнитной индукции, т.е. индукции поля постоянного магнита 5 и поля, создаваемого измеряемым током I. (При отсутствии тока I частота определяется только индукцией поля магнита 5 и соответствует Г).

Применение в предлагаемом устройстве замкнутого магнитопровода 1 позволяет снизить погрешности, возникающие при смещении токонесущего проводника 2 относительно магнитного концентратора. Выполнение конструкf.KZU.

ции магнитопровода 1 разъемной и рас- положение его с помощью фиксатора 7 на строго выверенном расстоянии от датчика 6 дают возможность производить измерения без разрыва электрической цепи и отключения источника измеряемого тока. Реализация магнитного концентратора в виде плоскопараллельных пластин 3 и 4 обеспечивает однородность поля, создаваемого постоянным магнатом 5, и, как следствие, положиуельно сказывается на точности измерения. Проходная характеристика устройства, т.е. зависимость f(l), приобретает практически линейный характер (фиг. 2),

УСТРОЙСТВО ДЛЯ БЕСКОНТАКТНОГО ИЗМЕРЕНИЯ ПОСТОЯННЫХ ТОКОВ, содержащее преобразователь тока в магнитную индукцию, выполненный с использованием магнитного концентратора с зазором и источника постоянного магнитного поля, последовательно включенные датчик и измерительный орган ядерного магнитного резонанса, с выходом которого соединен вход частотомера, отличающеес я тем, что, с целью повышения точности измерения, магнитный концентратор выполнен в виде двух жестко зафиксированных плоскопараллельных пластин из магнитомягкого материала, причем источник постоянного магнитного поля и датчик ядерного магнитного резонанса размещены между упо-, { мянутыми пластинами. (Л Фиг.

4э2. io /1 г 3 л 55 7В

I,

I I фиг.2