Измеритель тока Советский патент 1979 года по МПК G01R15/00 G01R19/00 

(54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ТОКА Цель изобретения - повьаиение точ ности измерения. Достигается эта цель тем, что в измерителе тока, содержамем проводник, концентратор магнитного поля в виде цилиндра -с воздушным зазором вдоль образующей, прозрачный герметичный сосуд с двухфазным магнетико размеменннгй в воздушном зазоре магнитного концентратора, воздушный за зор концентратора выполнен неравномерным, например, в виде клина, схо дящегося книзу,герметичный сосуд выполнен плоским с широкой гранью,совпадающей по форме с воздушным зазоро и полностью заполнен жидким парамагн тиком, причем в парамагнетик пометена прозрачная капля-индикатор из нерастворимого и несмешиваемого с ним жидкого диамагнетика, например фторорганической жидкости, которая сопри касается с обеими парсшлельными стен ками сосуда. На чертеже изображено устройство в двух проекциях. Устройство содержит проводник 1, концентратор магнитного потока 2 в виде набора ферромагнитных пластин; прозрачный герметичный сосуд 3, целиком заполняемый магнитной жидкость отсч§тное устройство (шкалу) 4.5капля жидкости, нерастворимая и не смешиваемая с магнитной жидкостью. Концентратор выполняют в виде набора пластин, чтобы уменьшить потери в стали при измерении переменного то В качестве жидкого парамагнетика используют коллоидный раствор магнетика в керосине, В качестве капли-индикатора вводя фторорганическую жидкость (марки МД-Зф), являющуюся диамагнетиком. Сосуд выполняют плоским, в виде клина. Расстояние между стенками несколько миллиметров. При такой тол щине сосуда жидкий парамагнетик не прозрачен для световых луче.й. При прохождении тока по проводник возникает магнитное поле, которое концентрируется в зазоре магнитного концентратора. Силовое воздействие магнитного поля на неоднородный магнетик выражается в том, что возникает сила, действующая на каплю-индика тор . Капля поднимается в зазоре на высоту, пропорциональную квадрату измеряемого тока. Отсчет снимают .по шкале против капли, положение равновесия которой определяется равенством магнитной силыи силы тяжести, действующей на каплю. Наличие в жидком парамагнетике ка ли-индикатора из диамагнитной жидкос ти приводит к тому, что в области магнитного поля образуются две границы раздела между магнетиками (верх ляя и нижняя поверхности капли), ко торые находятся в местах с различной напряженностью магнитного поля. Удельная поверхностная сила, действующая на границу двух магнетиков в неоднородном магнитном поле, f- . , (1) - 2 &(Н )- 2где JUo магнитная постоянная; Н - напряженность магнитного поля относительная магнитная проницаемость магнетика; массовая плотность магнетикаградиент магнитной проницаемости на границе раздела магнетиков. Действующая на каплю-индикаторрезультирующая сила определяемая первым слагаемым в уравнении (1),приводит к тому,что при определенной напряженности магнитного поля в зазоре капля начинает двигаться в сторону уменьшения градиента магнитного поля (JU капли« 5/И жидкого парамагнетика) . При уменьшении тока капля возвращается в первоначальное положение под действием силы тяжести. Таким образом, равновесное положение капли в воздушном зазоре концентратора определяется равенством действующих на нее магнитной силы и силы тяжести. Но магнитная сила пропорциональна Н , а следовательно квадрату тока, создающего магнитное поле в зазоре, так как ФН(31 1. Второе слагаемое в уравнении (1) характеризует сжатие капли-индикатора под действием магнитного поля, что исключает нарушение ее целостности. Точность измерения тока предложенным устройством не зависит от качества магнитной жидкости, поскольку в магнитном поле находится весь объем жидкости, а градиент напряженности поля значительно меныче, чем в концентраторе известного килоамперметра (магнитными силами перемещается капля, а не столб жидкости). Точность измерения повы.иается также за счет сближения плотности жидкости капли и магнитной жидкости. Так как перемещение каЛли в сосуде не сопровождается никакими побочными явлениями (прилипанием, растеканием и т.д.), то значительно повышается точность показаний устройства. Как показали лабораторные испытания образца,он обладает достаточной чувствительностью для выбранного диапазона измерений.При диапазоне 0,5-15 ка чувствительность в средней части шкалы 0,01 мм/а. Формула изобретения Измеритель тока, содержащий проводник, концентратор магнитного поля.

выполненный в виде цилиндра с воздушным зазором вдоль образующей, прозрачный герметичный сосуд с двухфазным магнетикомг размешенньай в воздушном зазоре магнитного концентратора, отличающ-ийся тем, что, с целью повышения точности измерения, воздушный зазор концентратора выполнен неравномерным, например, в виде клина, сходящегося книзу, герметичньай сосуд выполнен плоским с широкой гранью, совпадающей по форме с воз- 1 душным зазором, и полностью заполнен жидким парамагнетиком, причем в парактагнетик помещена прозрачная капляиндикатор из нерастворимого н несмешиваемого с ним жидкого диамагнетика, например фторорганической жидкости, которая соприкасается с обеими паралл1вльными стенками сосуда.

Источники информации, .принятые во внимание при экспертизе

1. Шваб А. Измерения на высоком

Энергия

1974,

напряжении,

с. 155, рис. 134.

2. Авторское свидетельство СССР № 482685, G 01 R 19/00, 25.09.72.

6 if 3 1 1

4ь

LJ