Индукционный датчик тока Советский патент 1993 года по МПК G01R19/04 

ч

fe

Использование: измерение импульсных токов до сотен килоампер. Сущность изобретения: индукционный датчик тока содержит тороидальную катушку с компенсационной петлей, последовательно с которыми включены два градиентометрических витка, которые выполнены проводом синусоидальной конфигурации, плоскости которых .перпендикулярны между собой, что позволяет производить коррекцию полей помехи различной ориентации на датчик, а, также значительно повысить помехоустойчивость датчика к внешним полям. 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, а более конкретно к измерительным преобразователям импульсных токов до сотен килоампер в системах питания электрофизических установок.

Цель изобретения - повышение помехоустойчивости индукционного датчика тока.

Цель достигается тем, что в индукционном датчике тока, содержащем тороидальную катушку, соединенную последовательно по току И встречно по аксиальному полю с компенсационной петлей, также последовательно по току подсоединены два градиентометрических витка, плоскости которых параллельны плоскости тороида, и оба витка выполнены проводниками синусоидальной конфигурации, причем плоскость синусоиды одного витка лежит в плоскости этого витка, а другого - на цилиндрической поверхности, перпенд кулярной плоскости тороида, причем суммарная площадь контуров, образованных

обмоткой катушки, компенсационной петлей и градиентометрическими витками, включенных с полем помехи согласно, выполняется равной суммарной площади контуров, включенных встречно посредством коррекции амплитуды и периода синусоиды градиентометрических витков.

При калибровке датчика вводится помеха от источника помехи. Локальная коррекция конфигурации градиентометрических витков, производимая по всей длине каждого витка, за счет изменения периода и амплитуды синусоиды описываемой проводником приводит к равенству площадей двух включенных встречно по полю интегральных контуров, образованных катушкой, петлей и витками.

Таким образом, введение градиентометрических витков синусоидальной конфигурации позволяет повысить помехоустойчивость

индукционного датчика тока. /

00 О

о со

2

На чертеже изображен индукционный датчик тока.

Датчик содержит тороидальную катушку 1, компенсационную петлю 2 и градиен- тометрические витки 3 и 4, включенные последовательно потоку. Катушка 1 и петля 2 подключены к измеряемому полю согласно, а витки 3 и 4 - встречно.

При изменении измеряемого тока в плоскости витков катушки 1 наводится переменное магнитное поле, которое создает ток, являющийся мерой измеряемого тока. Часть составляющей поля помехи, параллельной оси тороида, компенсируется за счет встречного включения контуров, образованных катушкой 1, петлей 2 и витками 3 и 4. Полной компенсации ЭДС помехи не происходит из-за неидеальности конструкции. Полная компенсация достигается в процессе калибровки датчика, для чего витки 3 и 4 выполнены проводником синусоидальной формы и имеют возможность смещения в ту или иную сторону. Синусоида витка 3 лежит в плоскости этого витка. Синусоида витка 4 лежит на поверхности цилиндра, соосного с тороидом. Сумма площадей проекций на плоскость тороида катушки 1 и петли 2, подключенных к осевому полю согласно, подбирается равной сумме площадей проекции витков 3 и 4, включённых к этому полю встречно. Для этого размеры катушки, петли и витка 4 фиксируются в горизонтальных плоскостях, а площадь витка 3 в этой плоскости изменяется смещением проводника, образующего виток. Смещение проводника производится дискретно при калибровке. Чем меньше период и больше амплитуда синусоиды, тем меньшее изменение площади витка на локальных участках может быть получено и тем точнее полная компенсация в контуре. Синусоида витка 4 позволяет аналогично изменять площадь проекции этого витка на .плоскость, перпендикулярную горизонталь- ной составляющей поля помехи, таким образом, чтобы площади проекций на эту плоскость контуров, образованных всеми элементами и включенных согласно, были равны включенным встречно. Таким образом, за счет искусственного изменения положения витков, достигаемого при

калибровке, получаются дополнительные паразитные ЭДС, которые при суммировании с имеющимися дают баланс всех паразитных ЭДС. Использование синусоидальней формы проводника увеличивает его реальную длину, что позволяет варьировать эффективную площадь витка смещением его участков в нужную сторону с минимальной дискретностью. При этом смещение

проводника на соседних участках мало по сравнению, например, с витком из прямого провода. Чем меньше период синусоиды и больше амплитуда, тем точнее и проще производится регулировка.

Повышение помехоустойчивости позволяет снизить не менее чем в пять раз погрешность измерений датчика по сравнению с прототипом, обусловленную внешними шумовыми полями, а также

уменьшить весогабаритные характеристики как самого датчика за счет облегчения магнитных экранов, так и отдельных устройств систем питания за счет более плотной их компоновки при сохранении их технических

характеристик.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я Индукционный датчик тока, содержащий тороидальную катушку и компенсационную петлю, которые соединены

последовательно-по току и встречно по ак-- спальному полю, отличающийся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, последовательно с катушкой и компенсирующей петлей включены два

грэдиентометрических витка, плоскости которых параллельны плоскостям тороида, причем каждый градиентометрический виток выполнен синусоидальной конфигурации, а плоскость одного витка лежит в

плоскости тороида, плоскость второго витка лежит на цилиндрической поверхности, перпендикулярной плоскости тороида,, при этом суммарная площадь контуров, образованных обмоткой катушки, компенсирующей петлей и градиентометрическими витками, включенных с полем помехи согласно, выполнена равной суммарной площади контуров, включенных встречно посредством коррекции амплитуды и периода синусоиды градиентометрических витков.