Устройство для измерения тока Советский патент 1981 года по МПК H01F38/32 

изобретение относится к электроизмерительной технике матшх переменных токов и может быть использовано в электрохимии для измерения блуждающих токов, в геофизике для измерения плотности тока естественного или возбуткдаемого электрического поля в земле и т.д. Известно устройство для бесконтактного измерения тока, вьтолненное на одновитковом трансформаторе тока, состоящее из магнитопровода, на котором намотана вторичная обмотка 11. При измерении тока в электротехнических цепях такой транс4юрматор наде вают на шину с измеряемым током. Одновитковыми трансформаторами являются также токоизмерительные клещи Склещи Дитце). При геофизических и электрохимических измерениях роль первичной обмотки выполняет;: среда, в которой протекает измеряемьй ток 2. При геофизических и электромеханических измерениях сила тока в первичНОЙ цепи имеет порядок значения 10 А, поэтому сила тока через соединительные проводники вторичной цепи и череа нагрузку имеет порядок значения . 10 А. В электрохимических и геофизических измерениях расстояние между пультом управления и точками измерения составляет сотки метров. Недостаток известных устройств дли измерения тока при диста1:ционных измерениях заключается в том, что провода представляют значительную нагрузку трансформатору, что вызывает рост его погрешности. Кроме того, при измерении малых токов возникает значительная погрепшость из-за влияния помех на линию связи вторичной обмотки и нагрузки. При подключении нагрузки непосредственно к трансформатору влияние сопротивления проводников практически отсутствует, однако в этом, случае влияние помех существенно возрастает.

37

так что токи помех могут значительно превышать измеряемые токи.

Известно устройство, по технической сущности наиболее близкое к предлагаемому устройству з1.

Оно содержит одновитковый трансформатор и усилитель с малым входным сопротивлением. Усилитель обеспечивает эквивалентный режим короткого замыкания на выходе трансформатора.

Применение усилителя при дистанционных измерениях позволяет исключить влияние сопротивления нагрузки проводов.

Основной недостаток прототипа заключается в том, что ток в цепи нагрузки и канала связи будет того же порядка, что и ток во вторичной цепи трансформатора тока, поэтому влияние помехи при дистанционных измерител ных токах будет значительным.

Целью изобретения является повышение точности дистанционного измерения малых токов.

Эта цель достигается тем, что устройство снабжено индуктивным делителем, который своим входом подключается параллельно вторичной обмотке трансформатора тока и входа усилителя, а вьгходными зажимами устройства дпя подключения нагрузки являются потенциальные выходы усилителя и индуктивного делителя.

Схема устройства представлена на чертеже.

Устройство состоит из одновиткового трансформатора, имеющего первичную обмотку 1, магнитопровод 2 и вторичную обмотку 3 J индуктивный элемент 4 и усилитель 5.

Вход индуктивного делителя, вход усилителя и вторичная обмотка трансформатора включаются параллельно. Зажимы для подключения нагрузки подключаются к потенциальным вьпсодам усилителя и делителя.

Устройство работает следующим образом.

Режим измерительной цепи устройства определяется усилителем, которьй в установившемся состоянии при достаточно высоком коэффициенте усиления обеспечивает очень малое напряжение на его входе. Этому малому входному напряжению при заданном значении тока Djiy во вторичной цепи одновиткового трансформатора соответствует малое эквивалентное сопротив64

ление нагрузки, т.е. требуемый режим для трансформатора тока.

При этих условиях одновременно оказывается, что и индуктивный делитель эквивалентно замкнут по входу. В случае инверсного включения т.е. при условии короткого замыкания входа индуктивного делителя он обеспечивает с высокой точностью деление тока,

который поступает на его потенциальный выход.

Суммарный ток, протекающий через вторичную обмотку трансформатора тока , через вход индуктивного делителя вход усилителя , равен нулю, так как упомянутые цепи соединены параллельно

2т 2А °При условии, что входной ток усилителя Зд достаточно мал,,« J,,)/ выражение (2;может быть переписано в виде

(г

™1 t

CLT- гд

(г)

Инверсное включение индуктивного делителя обеспечивает вьтолнение равенства

,(4)

где Оц - сила тока, протекающег через нагрузку:

Кд - коэффициент деления делителя.

Дпя трансформатора тока можно написать, что

i ()

Следовательно, равенство (2) может быть переписано следующим образом:

(6)

(7

Это означает, что суммарный коэффициент преобразования к устройствам, равный отношеьшю тока через первичную обмотку трансформатора тока к току в нагрузке Пц , можно определить по формуле