Высокочастотный амперметр Советский патент 1977 года по МПК H01F38/32 

1

Изобретение касается электрических измерений и может быть иснользовано для измерения токов в диапазоне от десятков до тысяч ампер нри высоких частотах.

Известны конструкции высокочастотных амперметров, в которых применены трансформаторы тока, соединенные ио каскадной схеме 1.

Недостатком указанных конструкций является узкий диапазон рабочих частот.

Известен также высокочастотный амперметр, содержащий преобразовательный элемент и трансформатор тока, выполненный по каскадной схеме, включающей основной и донолпительный трансформаторы, состоящие из тороидальных магнитопрозодов, первичных и вторичных обмоток.

Недостатком такого устройства является также узкий диапазон частот измерения, который обычно не превышает 2-5 мГц.

Целью изобретения является расширение частотного диапазона.

Это достигается тем, что вторичная обмотка основного трансформатора содержит не менее двух симметрично расиоложенных но окружности магнитопровода секций, соединенных последовательно друг с другом проводниками, образуюшими нервичные обмотки дополнительных трансформаторов, вторичные обмотки которых соединены между собой нараллельно и подключены к преооразующему элементу.

На чертеже изображен описываемый вки-окочастотпый амперметр.

Он содержит основной тороидальный трансформатор тока 1 п ряд вспомогательпых тороидальных трапсформаторов 2. Чпс.чо витков вторичной обмотки основного трансформатора выбирается из условия протекания через пес наведенного тока, не нревьппающего одного- дву. ампер. Указапная обмотка имеет ряд симметрично расположенных по периметру сердечника отводов 3, которые образуют первичные обмотки вспомогательных трансформаторов. Количество вспомогательпых трансформаторов выбирают из условия необходимой полосы частот, в которой провод.ят измереиия тока и оно может быть от двух до равного числу витков вторично ОС ОВного трансформатора тока, т. е. в 1ослед 1с.м случае вс омогатель 1ые трансформато|)ы включают в каждый ее виток. Вторичн1)е обмотки вс омогательиых трансформаторов об ьед 1няют наралле. и юдкл 0чаюг ч ip/C(.)6разуюн,ему э. 4, соедине1 ; о у с 1 1Д1 каторным i pii6op()M.

Устройство раб() следуюииш оГ)р;,,.

Из.1ерЯСМ з Й ток /1, протекают по С1 1Чной об.отке основного тpaнcфop aтopa. Б зывает в его вторич ой обмотке /2. Выполнение этой обмотки с большим числом витков существенно снижает магнитный поток в сердечнике трансформатора по двум причинам: во-первых, ввиду того, что структура компенсирующего магнитного поля приближается к возбуждающему и, во-вторых, ввиду того, что уменьшается величина вторичного тока /2. В результате уменьшается выделение мощности потерь в сердечнике, а, следовательно, и его нагрев.

Применение многовитковой вторичной обмотки в основном трансформаторе тока снижает его верхнюю граничную частоту. Это связано с тем, что при частотах измеряемого тока выше 5-10 мГц указанную обмотку пеобходимо рассматривать как цепь с распределенными параметрами. В результате из-за неидептичности индуктивности рассеяния и расиределенпой емкости, отнесенных к виткам обмотки, фазы вторичного тока в различных ее витках отличаются друг от друга. Поскольку результирующая напряженность компенсирующего магнитного поля создается векторной суммой токов отдельных витков, то указанная расфазировка приводит к амплитудной погрещности трансформатора тока. Для исключения этой погрешности в обмотку симметрично включают вспомогательные вторичные трансформаторы, благодаря которым ток, протекающий по преобразующему элементу, равен векторной сумме токов в различных витках вторичной обмотки основного трансформатора тока. В результате исключается погрешность, связанная с расфазировкой.

что приводпт к расширению частотного диапазона и повышению стабильности коэффициента трансформации.

Описываемое устройство позволяет измерять ток в частотном диапазоне до 20- 30 мГц, при нестабильности коэффициента трансформации 1 -1,5%.

Формула изобретения

Высокочастотный амперметр, содержащий преобразовательный элемент и трансформатор тока, выполненный по каскадной схеме, пключаюп1ей основной и дополнительный трансформаторы, состоящие из тороидальных магнитопроводов, первичных и вторичных обмоток, о т л и чающийся тем, что, с целью расп1ирения частотного диапазопа, вторичная обмотка ocHoiiHoro трансформатора содержит пе менее двух симметрично расположенных по окружности магнитопровода секций, соединенных последовательно друг с другом проводниками, образующими первичные обмотки дополнительных трансформаторов, вторичные обмотки которых соединены между собой параллельно и подключены к пpeoбpaзyюп eмy элементу.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.В. И. Червякова. Термоэлектрические приборы, «Госэнергоиздат, М.-Л., 1963 г.

2.Патент Англии № 516081, кл. 38 (2) Т, 1942 г. (прототип).

J