Измеритель тока Советский патент 1988 года по МПК G01R19/00 

/6

4

N9

to

05

ю

Изобретение относится к электрическим измерениям и предназначено для реализации в измерителях тока, в которых влияние измерителя на цепь из- меряемого тока,проявляется в малой степени, например при работе с шунтом и в заземленных цепях.

Целью изобретения является повышение термостабильности.

; На чертеже изображена функциональ- н1ая схема измерителя тока.

; Измеритель тока содержит коммута- т.ор 1, модулятор 2, фильтр 3 верхних частот, генератор 4 импульсов, пер- йый преобразователь 5, источник 6 высокочастотных Колебаний, первьй детектор 7, блок 8 регулировки уровня бпок 9 формирования магнитного поля, дифференциальный усилитель 10, второй преобразователь 11 второй де- teKTOp 12, источник 13 опорного напряжения, индикатор 14, источник 15 Эталонного тока, входную клемму 16.

Информационный вход коммутатора i соединен с входом фильтра 3 верхних частот и входной клеммой 16 устройства, а выход фильтра 3 верхних частот подключен к входу управления комму- татора 1 , первьй выход последнего соединен с выходом модулятора 2 и через первый преобразователь 5 с общим проводом.

Второй выход коммутатора 1 подключен к первому входу модулятора 2, вто рой вход которого соединен с выходом генератора 4 импульсов, при этом вто- рой детектор 12 подключен к первому входу дифференциального усилителя 10, второй вход последнего соединен с выходом, источника 13 опорного напряжения, а выход подключен к входу блока 9 формирования магнитного поля и входу управления блока 8 регулировки уровня, информационный вход которого подключен к выходу первого детектора 7, выход соединен с индикатором 14, а источник 15 эталонного тока

через второй преобразователь 11 сое-

динен с общим проводом, кроме того, источник 6 высокочастотных колебаний связан с помощью электромагнитного поля через первый 5 и второй 11 преобразователи соответственно с первым 7 и вторым 12 детекторами, а блок 9 формирования магнитного поля связан магнитным полем с первым преобразователем 5.

5

0

Измеритель работает следующим об- разом.

Измеряемый ток с входной клеммы 16 поступает на информационный вход коммутатора 1 и через фильтр 3 верхних частот на вход управления коммутатора 1. При длительности импульса измеряемого тока менее заданной величины, когда разогрев преобоазователя 5 протекающим через него измеряемым током пренебрежимо мал, входной ток поступает непосредственно на первый преобразователь 5, при постоянном измеряемом токе или импульсном, при длительности импульсов больше заданной величины, коммутатор 1 по сигналу с фильтра 3 верхних частот переключает входной ток на импульсный модулятор 2, в котором производится преобразование постоянного или квази-. импульсного входного тока в импульсный с длительностью импульсов, определяемой параметрами генератора 4 импульсов.

Высокочастотное излучение источника 6 проходит через первый преобразователь 5 и попадает на первый детектор 7. При прохождении импульсов изме ряемого тока через первый преобразователь 5 пропорционально изменяется его проводимость, а амплитуда высокочастотного сигнала на входе первого детектора 7 оказывается промодулиро- ваниой пропорционально амплитуде импульсов измеряемого тока. Огибающая высокочастотного сигнала с выхода первого детектора 7 через блок 8 регулировки уровня поступает на индикатор 14, отображающий величину измеряемого тока.

Одновременно высокочастотное излучение источника 6 попадает на второй преобразователь 11 и через него на второй детектор 12. При этом через второй преобразователь 11 протекают импульсы эталонного тока, а сам преобразователь 11 выполнен из полупроводникового материала, термочувстви- тельность которого вьше, чем у первого преобразователя 5. Высокочастотный сигнал, промодулированный импульсами эталонного тока, вьщеляется. детекторами 12, нормируется дифференциальным усилителем 10 и поступает на вход блока 9 формирования магнитного поля. Последний формирует поле, воздейстг вующее на, первый преобразователь 5. Так как величина сформированного магнитного ПОЛЯ изменяется пропорционално изменению температуры окружающего пространства .и, соответственно, вторым преобразователем 11, то изменени проводимости первого преобразователя 5 компенсируется изменением постоян- .ного магнитного поля, сформированног блоком 9.

Одновременно выходной сигнал диф- ференциального усипителя 10 посуупа- ет на вход управления блока 8 и компенсирует изменение подвижности носителей тока в первом преобразователе 5, вызванную изменением напряженное- ти постоянного магнитного поля. Наименьшая погрешность и большая чувствительность измерителя тока достигаются при выполнении первого преобразователя 5 из полупроводникового ма- териапа р-проводимости, удовлетворяющего условию

Р/п; У7«/Ир концентрация дырок;

концентрация собственных носителей;

подвижность электронов и дырок соответственно, так как в этом случае собственное магнитосопротивление полупроводникового материала достигает максимальной величины, что повышает точность измерения протекающего тока.

Формула изобретения

где р - п,

1 .Измеритель тока,содержащий источник высокочастотных колебаний, пер- вьй преобразователь, первый детектор и индикатор, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения термоста- бильиости, введены модулятор, фильтр верхинх частот, генератор импульсов, блок регулировки,уровня, блок формирования магнитного поля, дифферен- циальньй усилитель, второй преобра- - зователь, второй детектор, источиик опорного напряжения, источник эталон

5 0

5

5

0

ного тока и коммутатор, информационный вход которого соединен с входом фильтра верхних частот и входной клеммой устройства, а выход фильтра верхних частот подключен к входу управления коммутатора, первый выход последнего соединен с выходом модулятора и через первый преобразователь с общим проводом, второй выход коммутатора подключен к первому входу модулятора, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов, второй детектор подключен к первому входу дифференциального усилителя, второ й вход последнего соединен с выходом источника опорного напряжения, а выход подключен к входу формирователя магнитного поля и входу управления регулятора уровня, информационный вход которого соединен с выходом первого детектора, выход регулятора уровня подключен к индикатору, а источник эталоннс/го тока через второй преобразователь соединен с общим проводом, кроме того, источник высоко- |частотных колебаний связан с.помощью электромагнитного поля через перзьй преобразователь с первым детектором и через второй преобразователь с вторым детектором, а формирователь магнитного поля связан с первым преобразователем магнитного поля.

2.Измеритель по п.1, отличающийся тем, что первый преобразователь выполнен из полупроводникового материала р-типа и удовлетворяет условию

0

5

P/ni Vpr,/Pp

где р пр

Нп.Ррконцентрация дырок; концентрация собственных носителей;

подвижность электронов и дырок,

а второй преобразователь выполнен из полупроводникового материала с термо- чувствительностью большей, чем у первого преобразователя. I

Изобретение относится к области электрических измерений. Цель изобретения - повышение термостабильности измерителя. Измеритель содержит источник 6 высокочастотных колебаний, преобразователь 5, детектор 7 и индикатор 14. В схему измерителя введены модулятор 2, фильтр 3 верхних частот, генератор 4 импульсов, блок 8 регулировки уровня, блок 9 формирования магнитного поля, дифференциальный усилитель 10, преобразователь 11, детектор 12, источник 13 опорного напряжения, коммутатор 1, источник 15 эталонного тока и образованы новые функциональные связи. Преобразователь 5 быть вьтолнен из полупроводникового материала р-проводимости, удовлетворяющего условию р/п. f у |И / (Jp , где р - концентрация дырок; п,-- концентрация собственных носителей; f/ и ( подвижность электронов и дырок .соответственно. 1 з.п. ф-льг, 1 ил. г С/)

Редактор И.Шулла

Заказ 4426/45

ВПИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Составитель В.Полешенко

Техред А.Кравчук Корректор А.Тяско

Тираж 772

Подписное