Измерительный преобразователь тока Советский патент 1993 года по МПК G01R19/00 

Изобретение относится к области измерений электрических величин и может быть использовано для измерений периодически изменяющихся и импульсных токов.

Цель изобретения - повышение защищенности устройства от помех, вызываемых внешними электромагнитными полями, без ухудшения динамических характеристик устройства и получение возможности оптимизации динамических характеристик.

На чертеже приведена схема предлагаемого устройства, где 1 - тороидальная катушка; 2 - интегрирующий резистор; 3 - соединительный кабель; 4 - согласующий

резистор; 5 - интегрирующий конденсатор; 6-демпфирующий резистор.

Сопротивление согласующего резистора 4 выбирается равным волновому сопротивлению коаксиального соединительного кабеля.

Для нормальной работы устройства необходимо обеспечить выполнение соотношений:

со

CJ

о J

00

о

RH Рд; RH RC; Си .

(1)

где RH - сопротивление интегрирующего резистора 2;

Нд - сопротивление демпфирующего резистора 6;

RC - сопротивление согласующего резистора 4;е

Си - емкость интегрирующего конденсатора 5;

Со - емкость соединительного кабеля на единицу длины;

1К - длина соединительного кабеля. Постоянная времени интегрирования Ти определяется по формуле

Ти ВиСиПредлагаемое устройство работает следующим образом.

При измерении периодически изменяющегося или импульсного тока в тороидальной катушке 1 наводится электродвижущая сила, пропорциональная производной измеряемого тока. Напряжение, снимаемое с выводов тороидальной катушки 1, поступает на интегратор, образуемый интегрирующим резистором 2, соединительным кабелем 3, согласующим резистором 4 и интегрирующим конденсатором 5. В результате, напряжение на выходе устройства отображает в определенном масштабе измеряемый ток в области частот fn 1 /Ти, где Ти - частота измеряемого тока.

Поскольку сопротивление согласующего резистора 4 равно волновому сопротивлению коаксиального соединительного кабеля 3 и обеспечивается выполнение соотношений (), коаксиальный соединительный кабель не вносит существенных искажений в передаваемый сигнал,

Пики помех, возникающие в кабеле при резких перепадах внешних электром.агнитных полей, сглаживаются фильтром, образованным согласующим резистором и интегрирующим конденсатором, включенным на выходе устройства.

Собственные колебания напряжения на выводах тороидальной катушки 1, возникающие из-за собственной емкости этой катушки, демпфируются резистором 6. Наличие демпфирующего резистора позволяет оптимизировать динамическую характеристику устройства. Подбором сопротивления демпфирующего резистора в зависимости от назначения устройства и характеристик сопряженного с ним регистрирующего прибора можно или полностью зэдемпфировать собственные колебания напряжения на выводах тороидальной катушки или превратить их в быстрозатухающие колебания с

5 малым коэффициентом выброса.

Экспериментальные исследования подтвердили преимущества предлагаемого устройства по сравнению с известными,

Уровень помех на выходе предлагаемого

устройства в 100 раз ниже, чем у прототипа. Наличие дополнительного демпфирующего резистора позволяет регулировать динамические характеристики устройства в широких пределах в зависимости от назначения.

5Предлагаемое устройство используется

для измерений тока в диапазоне частот до 10 МГц при проведении исследований коммутационной способности выключателей высокого напряжения.

0 . Формула изобретения

1.Измерительный преобразователь тока, содержащий индукционный преобразователь, например, выполненный в виде тороидальной катушки, охватывающей про5 водник с измеряемым током, интегрирующие резистор и конденсатор, согласующий резистор, коаксиальный соединительный кобель, причем первый вывод тороидальной катушки соединен с первым выводом интег0 рирующего резистора, второй вывод тороидальной катушки соединен с. экраном коаксиального соединительного кабеля, от- л и ч а ю и с я тем, что, с целью повышения помехозащищенности преобразовате5 ля без ухудшения его динамических характеристик, второй вывод интегрирующего резистора соединен с центральным проводом коаксиального соединительного кабеля, к второму концу которого подклю0 цен первый вывод согласующего резистора, второй вывод которого соединен с первым выходным зажимом преобразователя и первым выводом интегрирующего конденсатора, второй вывод которого соединен с экраном

5 коаксиального соединительного кабеля и с вторым выходным зажимом преобразователя.

2.Преобразователь по п. 1, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что, с целью оптимизации

0 динамических характеристик, дополнительно введен демпфирующий резистор, подключенный параллельно выводам тороидальной катушки,

4Ь

Использование: изобретение относится к измерениям электрических величин и может быть использовано для измерений периодически изменяющихся и импульсных токов. Сущность изобретения: устройство содержит индукционный преобразователь, выполненный в виде тороидальной катушки, охватывающей проводник с измеряемым током, коаксиальный соединительный кабель, согласующий,резистор, интегрирующие резистор и конденсатор, в котором первый вывод тороидальной катушки соединен с первым выводом интегрирующего резистора, а второй вывод катушки соединен с экраном соединительного кабеля, второй вывод интегрирующего резистора соединен непосредственно с центральным проводом соединительного кабеля, причем центральный провод на противоположном конце кабеля соединен с первым выводом согласующего резистора, а интегрирующий конденсатор подключен к второму выводу согласующего резистора и к экрану соединительного кабеля, при этом в устройство дополнительно введен демпфирующий резистор, подключенный параллельно выводам тороидальной катушки. 1 з.п.ф-лы, 1 ил. сл с