Датчик тока Советский патент 1978 года по МПК G01R19/00 

третьим датчиком Холла, расположенным на середине узкой грани токопровода и перпендикулярно к ней, а первый и второй датчики Холла расположены симметрично относительно третьего параллельно ему на уровне широких граней, причем чувствительность третьего датчика Холла в два раза больше чувствительности первого и второго датчиков в отдельности, а Холловские электроды третьего датчика включены последовательно-встречно по отношению к Холловским электродам первого и второго датчиков.

На чертеже представлена схема предлагаемого датчика.

Датчики Холла 1, 2 и 3 расположены сбоку от токопровода 4 перпендикулярно ему, причем датчик 1 - посередине узкой грани, а датчики 2 -и 3 - соответственно над и под датчиком 1 на уровне широких граней токопровода. Первичная обмотка 5 трансформатора 6 подключена к выходу генератора 7, а вторичные обмотки 8, 9 и 10 - к токовым электродам соответствуюш,их датчиков Холла. Холловские электроды всех датчиков соединены между собой последовательно-встречно и подключены на вход усилителя 11.

При протекаиии тока в обратном или соседнем токопроводе вокруг него возникает магнитное поле. Так как датчики Холла включены встречно-последовательно, то напряжение помехи па входе усилителя

,U,- U3.

где Ui, t/2 и t/3 - напряжения на выходе соответствуюш,их датчиков Холла, возникаюш,ие под действием внешнего поля. Папряжение на выходе i-ro датчика Холла равно

U Yiii-Bi.

где 7г - постоянная Холла i-ro датчика, /г - его управляюший ток, Вг - индукция магнитного поля, нормальная к плоскости i-ro датчика. В соответствии с этим

iJii yJiBi - - yzhBs.

Датчики Холла находятся в непосредственной близости друг от друга, поэтому в области их расположения поле можно считать практически равномерным. Всегда можно подобрать датчики Холла таким образом, чтобы

71/1 273/3. В этом случае

(26n,-5n,--5nJ

и при условии равномерности поля напряжение помехи Ui почти полностью компенсируется напряжением ().

При протекании измеряемого тока по токопроводу-помехе поле в точках расположения датчиков Холла резко неоднородно:

Сз

Суммарное напряжение на выходе датчиков Холла

, T/(25e.-5c,-5eJ

И отличается от нуля. Помехозаш,иш,еииость определяется отношением

t/c 7/(2Ве.

Дс.-Дс.)

i/n -,/(, 2В,,Дс.

.-Впз

Индукция магнитного поля -

выражением

. а Ь

в 0 г ,

16zo6

) + (у - Уа)

где а и 6 - /2 толшины и ширины токопровода, X к у - координаты точки, в которой вычисляется индукция поля, Хо и г/о - текущие координаты интегрирования токопровода, / - ток, протекающий по токопроводу, MO - магнитная постоянная. Для у - составляющей индукции в числителе подинтегрального выражения стоит (х-XQ) вместо (у-уо). Таким образом, помехозащищенность

предлагаемого датчика тока в десятки раз выше, чем известного.

Следует отметить, что датчик тока можно использовать для измерения и постоянного и переменного тока промышленной

частоты, так как картины поля таких токов практически не отличаются и принцип компенсации помех, используемый в предлагаемом датчике, пригоден и в том и в другом случае.

Формула изобретения

Датчик тока, содержащий токопровод, датчики Холла, генератор питания токовых электродов датчиков и усилитель, ко входу которого подключены выходы :датчиков Холла, отличающийся тем, что, с целью повыщения- помехоустойчивости, оп снабжен третьим датчиком Холла, расположенным на середине узкой грани токопровода и перпендикулярно к ней, а первый и второй датчики Холла располо кены симметрично относительно третьего и параллельно ему на уровне щироких граней, причем чувствительность третьего датчика Холла в два раза больше чувствительности первого и второго датчиков в отдельности, а Холловские электроды третьего датчика включены последовательно-встречно по отношению к Холловским электродам первого и второго датчиков.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 113957, кл. G ОШ 19/00, 1957.

2.Авторское свидетельство СССР № 116053, кл. G ОШ, 19/00, 1957.