Высокочастотный амперметр Советский патент 1986 года по МПК G01R19/02 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения тока на высоких частотах . ,.

Целью изобретения является расширение частотного диапазона амперметра за счет снятия ограничений на снижение габаритов трансформатора

тока.

На фиг, 1 приведена принципиальная хема амперметра; на фиг. 2 - конструктивное выполнение трансформатора ТОКв л

Высокочастотный амперметр состоит

Т а.-А) -

10

из которого видно, что воздействуя на величину распределенной на обмотке ЭДС Ё, можно влиять.на . Так напр.Р1мер, если положить, что E,C+AYch yx,

где С - некоторая константа, то величина тока в обмо«гке 9 станет независящей от координаты X, т.е. не 3 ависящей отволновогопроцесса (д, Y характеристики) в обмотке. Достигаемый при этом эффект - независи20

25

из преобразующего элемента 1 (напри- мость в более широком частотном диа- мер, термопреобразователя) с индика- , тором 2 и трансформатора 3 тока, содержащего Две обмотки 4 (W,.) и 5 (W).

Конструктивно трансформатор 3 тока выполнен следуняцим образом.

Первичная обмотка (4мг. 2) трансформатора 3 тока представляет собой токонесущий проводник, продетый через проходное окно экранного корпу- са 7 с кольцевой щелью 8 для обеспечения магнитной свйзи между обмотка- . ми. Витки вторичной обмотки 9 нанесены На тороидальный сердечник 10, выводы 11 вторичной обмотки 9 подклю-, чены к преобразующему элементу 1. Обмотка 9 выполнена металлической лентой 12 переменной ширины.

Устройство работает следующим образом.

Первичный ток 1 создает магнитный поток а тороидальном сердечнике 10, который пересекает витки вторичной обмотки 9 и вызьшает появление то30

пазоне коэффициента трансформации от частоты..

В предложенном амперметре воздействие на величину Ё. осуществляется за счет намотки вторичной обмотки 9 металлической лентой 12 с переменной шириной. .Поскольку обмотка трансформатора в области высоких частот может быть представлена в виде двзгк симметричных длинных линий, то и изменение ширины металлической ленты 12 вторичной обмотки 9 производится симметрично относительно плоскости нулевого потенциала, т.е. минимальная , ширина ленты расположена в месте, находящемся на равном расстоянии от выводов .обмотки, а максимальная - в месте вЬтодов.. Оптимальное отношение максимальной ширины ленты к миJJ нимальной составляет 4-6, причем чем больше разме| сердечника, тем больше должно быть и указанное отношение. При этом целесообразно, чтобы лента покрывала всю поверхность серка 1. В свою очередь ток I,j, протекая по преобраззгкйцему элементу 1 вызьюает появление термо-ЭДС, которая фиксируется индикатором 2,

По измеренному току 1. и известному коэффициенту трансформации К транформатора тока 3 судят о величине тока

Рабочий диапазон частот амперметра лежит в области, где сохраняется неизменной величина К. Однако с рос- :том частоты bJ там, где вторичную обмотку 9 необходимо рассматривать как цепь с распределенными параметрами, на результат измерения начинают оказывать влияние ее паразитные параметры, распре/хеленная емкость и ин- дуктивность L , При этом ток в обмотке в этом случае определяется выражением

Т а.-А) -

из которого видно, что воздействуя на величину распределенной на обмотке ЭДС Ё, можно влиять.на . Так напр.Р1мер, если положить, что E,C+AYch yx,

где С - некоторая константа, то величина тока в обмо«гке 9 станет независящей от координаты X, т.е. не 3 ависящей отволновогопроцесса (д, Y характеристики) в обмотке. Достигаемый при этом эффект - независи

мость в более широком частотном диа-

пазоне коэффициента трансформации от частоты..

В предложенном амперметре воздействие на величину Ё. осуществляется за счет намотки вторичной обмотки 9 металлической лентой 12 с переменной шириной. .Поскольку обмотка трансформатора в области высоких частот может быть представлена в виде двзгк симметричных длинных линий, то и изменение ширины металлической ленты 12 вторичной обмотки 9 производится симметрично относительно плоскости нулевого потенциала, т.е. минимальная , ширина ленты расположена в месте, находящемся на равном расстоянии от выводов .обмотки, а максимальная - в месте вЬтодов.. Оптимальное отношение максимальной ширины ленты к минимальной составляет 4-6, причем чем больше разме| сердечника, тем больше должно быть и указанное отношение. При этом целесообразно, чтобы лента покрывала всю поверхность сердечника,

В отличие от известного амперметра, где экр1анный корпус имеет размеры существенно большие, чем сердечник с обмоткой j в предложенном

амперметре внутренний диаметр экран-, ного корпуса может быть равен диаметру вторичной обмотки. При этом частотный диапазон амперметра ограничен частотами 150-200 МГц,

Таким образом, в предложенном амперметре имеется дополнительная возможность расширения частотного диа- за счет уменьшения размеров Т1)йнсформатора тока.

Формул а изобретения

1. Высокочастотный амперметр, со- Jдержащий индикатор с преобразующим

3124

элементом, подключенный к выводам однослойной вторичной обмотки трансформатора тока, размещенной на тороидальном сердечнике в экранном корпу

се, выполненном с кольцевой щелью, отличающийся тем, что, с целью снижения габаритов амперметра, в нем вторичная обмотка выполнена в виде ленты с шириной, монотонно возрастающей от середины вторичной обмотки к ее выводам, которые

.расположены диаметрально противоположно середине вторичной обмотки. 2. Амперметр по п. 1, о т л и

чающийся тем, что соотношение максимальной и минимальной ширины ленты вторичной обмотки выбирают из условий

4ба4б,

где а - отношение максимальной шири- :ны ленты вторичной обмотки к ее ми- 1нимальной ширине.

Г V/

г

9ив. 1.

Изобретение может быть использовано для измерения тока на высоких частотах. Цель изобретения - распш- рение частотного диапазона амперметра. Первичная обмотка 6 продета че- pfes окно корпуса 7, выполненного с кольцевой щелью 8 для обеспечения магнитной связи между обмотками. Витки вторичной обмотки 9 нанесены на тороидальный сердечник 10, а ее выводы 1i подключены к- прео6разувще му элементу. Лента (Л) 12 вторичной обмотки 9 имеет переменную ширину. Изменение ширины Л 12 производится симметрично относительно плоскости нулевого потенциала так, что минимальная ширина Л 12 расположена в месте, находящемся на равном расстоянии от вьюодов обмотки, а максимальная - в месте выводов. Оптимальное отношение максимальной ширины Л 12 к минимальной составляет 4-6. Предложенная конструкция Л 12 поз- . врляет снять ограничения на снижение габаритов трансформатора газа. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. ko