СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ МГНОВЕННОГО ЗНАЧЕНИЯ ТОКА Советский патент 1970 года по МПК G01R21/06 

Данное изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для из-мереиия токов различной формы в широком диапазоне частот с амплитудой от единиц до тысяч ампер в цепях, находящихся под высоким потенциалом.

Известен способ измерения мгновенного значения тока в цепях, находящихся под высоким потенциалом, с помощью трансформатора тока и осциллографа.

Недостатком этого способа является то, что трансформатор тока существенно искажает форму импульса, особенно в щироком спектре частот, что ухудщает точность измерения.

Целью настоящего изобретения является увеличение быстродействия и точности измерения.

Это достигается тем, что в магнитное поле измеряемого и постоянного тока помещают ферритовый элемент, выведенный из режима ферромагнитного резонанса, а затем изменяют постоянный ток, снова возвращают ферритовый элемент в режим ферромагнитною резонанса в требуемый момент времени и по величине постоянного тока судят о мгновенном значении тока (в требуемый момент времени).

2 - сигнал на выходе детектора, когда на ферритовый элемент в режиме ферромагнитного резонанса воздействуют магнитным полем измеряемого тока; на фиг. 3 - то же, когда на ферритовый элемент воздействуют дополнительно магнитным нолем постоянного тока; на фиг. 4 - сигнал на выходе детектора при измерении максимального значения измеряемого тока.

При измерении тока помещают ферритовый элемент, например, сферической формы, в волновод, в котором распространяется энергия СВЧ частоты FQ (мгц). Воздействуют на ферритовый элемент постоянным полем ЯоПри этом поступает режим ферромагнитного резонанса, ферритовый элемент поглощает часть мощности СВЧ и на выходе волновода мощность уменьщается. Магнитное поле устанавливают по минимуму выходной мощности,

это фиксируется весьма четко, так как щирина резонансной кривой ферритового элемента (2ДЯ9) выбирается достаточно узкой, например, единицы эрстед (фиг. 1).

Воздействуют магнитным полем измеряемого тока на ферритовый элемент таким обрааом, чтобы магнитное поле, созданное измеряемым током (hi), протекающим по обмотке, было параллельно полю Яо. В этом случае ферромагнитный резонанс будет поступать

емый ток равен нулю. В другие моменты времени будет положительная или отрицательная расстройка от резонанса в зависимости от измеряемого тока (фиг. 2).

Расстройка по магнитному полю равна:

дЯ((|-1(0, где

AH(t)-разность между суммарным значением напряженности магнитного поля и его резонансным значением в а/м, i(t)-мгновенное значение измеряемого

тока в а,

Kj -коэффициент пропорциональности между измеряемым током и магнитным полем, созданным этим током.

Чтобы измерить ток в любой другой момент времени, воздействуют на ферритовый элемент магнитным полем постоянного тока таким образом, чтобы магнитное поле, создаваемое постоянным током (Ну) протекающим по отдельной обмотке, было параллельно полю HO.

при этом расстройка от резонанса

H(t)f .j(0+V

где

/ - постоянный ток в а,

/ГУ - коэффициент пропорциональности между постоянным током и магнитным полем, созданным этим током.

Резонанс наступает только тогда, когда расстройка равна «О, следовательно: Ki .i(t)

i(t) - -KI, AI

где

К - постоянный конструктивный коэффициент.

Изменяют величину постоянного тока (/) таким образом, чтобы резонанс поступал в момент времени ,; (фиг. 3)

, д/-)-яГ.

где

А/ - время от некоторого фиксированного момента времени до момента времени, в который необходимо измерить ток, Г - период измеряемого тока, п -О, 1, 2 ...

Этот момент времени задается с помощью стробирующих импульсов, синхронизируемых измеряемым током или каким-либо общим

источником синхронизации.

Ток / изменяют до такой величины, чтобы резонансный импульс, полученный с выхода волновода, совпадал по времени с импульсом строба. Это совпадение выполняется весьма

точно, так как длительность импульсов строба выбирается достаточно малой, например, доли микросекунд (фиг. 3).

Измеряют постоянный ток с ПОМОЩЬЕО любого измерителя с достаточно высоким классом точности и по его величине судят о значении тока в заданный времени.

К достоинствам способа относится также отсутствие гальванической связи между измеряемой цепью и прибором, что позволяет измерять токи при весьма высоких потенциалах цепи.

Предмет изобретения

Способ измерения мгновенного значения тока путем сравнения с постоянным током, отличающийся тем, что, с целью увеличения быстродействия и точности измерения, ферритовый элемент выводят из режима ферромагнитного резонанса, помещая его в магнитное поле измеряемого постоянного тока, возвращают его в режим феррорезонанса, изменяя постоянный ток, и по величине постоянного тока судят о мгновенном значении измеряемого параметра.

max

0.5

иг,.2

- jl..l|i..i|,iH|iHi|ill,|lill|Mi.|.Ml|llll(l

Vcr,p

иг.З

Р/лах

Q О

иг.