Устройство для измерения постоянного тока Советский патент 1979 года по МПК G01R19/00 

Изобретение относится к области измерительной техники, в Частности к измерению тока без разрыва цепи, и может быть использовано в радио электронной, электротехнической и электроэнёр-. гетической промышленности. Известны измерители постоянного тока без ра рыва цепи, основанные на регистрации величины магнитной индукции поля, создаваемого проводником с измеряемым током 1. Недостатком всех измерителей этого типа является сильная погрешность измерений от взаимного расположения датчика и проводника, температуры, стабильности питания токовых цепей датчиков Холла. Наиболее близким техническим решением к изобретению является измеритель постоянного тока, содержащий датчик ЭДС Холла, в цепь питания которого последовательно включен дополнительный датчик ЭДС Холла, расположенньтй в зазоре постоянного магнита, при этом в качестве оконечного регистрирующего прибора использован логометр, на одну рамку которого включены выходные электроды основного датчика, а на другую рамку - выходные электроды дополнительного 12 |Такое выполнение устройства позволяет снизить температурную погрецтость от изменения пита1шя токовых цепей датчика Холла, За счет круговой симметрии частично уменьшается погрешность от взаимного расположения датчика и проводника. Однако общая погрешность остается значительной. Целью изобретения является повышение точности измерения. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для измерения постоянного тока, содержащее датчик Холла, усилитель ЭДС Холла и выходной измерительный прибор, введены генератор пилообразного тока, подключенный к проводнику с измеряемым током, селектор импульсов по полярности, вход которого подключен к выходу усилителя ЭДС Холла, а выходы через преобразователь амплитуды отрицательных импульсов в постоянное напряжение и преобразователь амплитуды положительных импульсов в постоянное напряжение соединены с входамиизмерителя отношения напряжений, на выход которого включен измерительный прибор, соединенный через переключатель диапазонов с генератором пилообразного тока. На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для измерения постоянного тока; на фиг, 2 диаграмма токов, протекающих на участке измерения; на фиг. 3 представлены днаграммы ЭДС Хол ла,получаемых при различных расстояниях межд датчиком и проводником.: Устройство содержит генератор 1 пилообразно го тока, проводник 2 с измеряемым током, датчик Ходла 3, генератор 4 токовой цепи датчика Холла, усилитель 5 ЭДС Холла, селектор импульсов по полярности 6, преобразователь 7 амплитуды отрицательных импульсов в постоянное напря жение, преобразователь 8 амплитуды положитель.ных импульсов в постоянное Напряжение, измери тель 9 отношения напряжений, выходной измерительный прибор 10, переключатель 11 диапазонов Устройство работает следующим образом. Через участок проводника 2 с измеряемым тОком изм пропускается от генератора 1 пилообразного тока во встречном направлении линейно возрастающий ток Згсн с диапазоном гген.МО(Наиболее близким к измеряемому, В результате алгебраического вычитания суммарный ток Зсум на этом участке становится переменным пилообразным (фиг. 2) и такую же форму имеет магнитное поле вокруг данного участка, ЭДС Холла И(На выходе датчика Холла 3, питаемого током генератора 4 с частотой, отличной от частоты генератора 1 пилообразного тока, изменяется по такому же закону, как и суммарный ток (фиг. 3). При приближении И к нулю по абсолютной велачине наблюдается зона нечувствнтепьности, определяемая конструктивными характеристиками датчика Холла 3 и его положением относительно проводника 2 с измеряемым током. От этих факторов зависит величина коэффициента передачи датчика Холла. На фиг. 3 показаны диаграммы напряжений, получаемых при ДВ) различных коэффициеетах передачи, иэм г О К. иьм 1 -/jjгч V iK ген.мокГ. UW. 2 Цен.ма«. uSMi Т--т, тен.нокс uiM т.е. чйсЛЬ nri не зависит от величины зоны нечувствительности, коэффициента передачи и от факторов, влияющих на его величину, не связано с ве личиной измеряемого тока соотношением USM i + m ген.мокс Напряжение И, полученное на выходе датчика Холла 3, усиливается усилителем 5 ЭДС Холла и разделяется на отрицательные и положительные импульсы в селекторе 6. Отрицательные импульсы преобразуются в постоянное напряжение преобразователем 7, а положительные - в постоянное напряжение преобразователем 8. В измерителе 9 отношения напряжений определяется параметр, соответствующий числу т. Отсчет величины измеряемого тока производится по выходному измерительному прибору 10, шкала которого градуируется в зависимости (f)« Для правильного отсчета установка диапазона измеряёмьк токов и диапазона генератора 1 пилорбразного тока производится одновременно переключателем 11. Использование проводника с измеряемым током в качестве узла сравнения измеряемого тока с известным по величине устраняет погрешность от взаимного расположения датчика и проводаика с измеряемым током, погрешность от температурь и стабильности питания токовой цепи датчика Холла. Кроме того, возможность использования неохватьшающих концентраторов магнитного поля позволяет расширить область измерения на проводники, не допускающие охвата датчиком. Формула изобретения Устройство для измерения постоянного тока, содержащее датчик Холла, усилитель ЭДС Холла и и выходной измерительный прибор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введены генератор пилообразного тока, подключенньтй к проводнику с измеряемым током, селектор импульсов по- полярности, вход которого подключен К выходу усилителя ЭДС Холла, а выходы через преобразователь амплитуды отрицательных импульсов в постоянное напряжение и преобразователь амплитуды положительных импульсов в постоянное напряжение соединены с входами измерителя отношения напряжений, на выход которого включен измерительный прибор, соединенный через переключатель диапазонов с генератором пилообразного тока. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 177972, кл. G 01 R 19/00, 23. 07.64. 2.Авторское свидетельство СССР № 198447,, кп. G 01 R 19/16, 06, 06, 63.

JvsM

Фие.З