Устройство для измерения импуль-СНыХ TOKOB Советский патент 1981 года по МПК G01R19/00 

1

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для использования при бесконтактном контроле токовых сигналов, вихревых магнитных полей, паранетров пучков заряженных частиц и т.д.

Известно измерительное устройство, обеспечивающее контроль импульсов токов и содержащее катушку индуктивйости с магнитопроводсм, усилитель и согяасукявий трансформатор, первичная обмотка которого соединена с катушкой индуктивности, а вторичная обмотка - с усилителем ij

Недостаток известного устройства заключается в том, что из-за наличия согласующего трансформатора имет место ограничение чувствительнЪсти в области низких частот. Крсже того, выбранная структура схемного построения требует применения широкполосного усилителя, что вызывает увеличение уровня шума на выходе и значительное снижение точности измерения.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемсялу изобретению является устройство для измерения импульсных токов, содержащее замкну|тый магнитопровод, размещенный вокруг проводника с измеряемым током, обмотку, нанесенную на магнитопровод и подключенную ко входу низкочастотного усилителя, блок регистрации, установленный на выходе усилителя

Недостаток известного устройства также связан с невысокой точностью измерения, обусловленной ограниченным частотным диапазоном.

0

Цель изобретения - повышение точности подобного измерительного устройства за счет расширения рабочей полосы частот.

Поставленная цель достигается

5 , что S устройство для измерения импульсных токов, содержащее замкну-. тый магнитопровод, размеценщгй вокруг провод1шка с измеряемым током , обмотку, нанесенную на магнитопровод

0 и подключенную ко входу низкочастотного згсилителя, блок регистрации, установленнь на выходе усилителя, введены разистор и дополнительный замкнуть магнитопровод с обмоткой,

5 причем дополнительный и агнитопровод выполнен из высокочастотного материала и расположен коаксиально по . отношению к проводнику с измеряемым током, а его обмотка подключена ко

0 :Входу усилителя через резистор. На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема предлага мого устройства для измерения импул ных токов; на фиг. 2 - эпюры напряжений, поясняющие его работу. устройство содержит низкочастотны усилитель 1 тока (фиг. 1), связанный с непоказанным на схеме блоком регис рации, замкнутый магнитопровод 2, выполненный из материала с высокой магнитной проницаемостью, обмотку 3 нанесенную на магнитопровод 2, замкнутый магнитопровод 4 из высокочастотного материала, обмотку 5, нанесенную на .магнитопровод 4, резистор б. На схеме показан также проводник 7 с измеряемым током. Работа устройства происходит следующим образом. Измеряемый импульс тока в провод нике 7 наводит в обмотках 3 и 5 ЭДС, пропорциональные производной тока по времени или скорости измене ния магнитного потока исследуемого тока. Для обеспечения равномерной характеристики устройства выходные сигналы обмоток 3 и 5 интегрируются Интегрирование выходного сигнала об мотки 3 осуществляется за счет индуктивности самой обмотки и малого входного сопротивления усилителя 1 (фиг. 2а). С учетом реальной частот ной характеристики усилителя 1, обу лавливающей уменьшение величины коэффициента усиления в области высоких частот, приемлемую точность измерения токовых сигналов достигают только для ограниченной полосы пропускания устройства. Интегрированию сигнала обмотки 5 на малом входном сопротивлении усилителя 1 препятствует как резистор так и малая индуктивность обмотки 5 Так что интегрирование данного сигнала осуществляется лишь за счет инерционности усилителя 1, а именно снижения его коэффициента усиления на высоких частотах (фиг. 26).

f/г. / Высокая точность измерения достигается в результате суммирования проинтегрированных сигналов U,,„ и USHHT. 7 сопровождающегося компенсацией завала частотной характеристики в области высоких частот. При этом восстанавливается прямоугольная форма выходного сигнала устройства Uewx. (фиг. 2в) и, таким образом, обес печивается возможность измерения токовых импульсов с малой длительностью фронта (фиг. 2в), что эквивалентно расширению рабочей полосы частот. Формула изобретения Устройство для измерения импульсных токов, содержащее замкнутый магнитопровод, размещенный вокруг проводника с измеряемым током, обмотку, нанесенную на магнитопровод и подключенную ко входу низкочастотного усилителя, блок регистрации, установленный на выходе усилителя, отличающееся тем, что, с целью повыиения точности измерения за счет расширения рабочей полосы частот, в него введены резистор и дополнительный замкнутый магнитопровод с обмоткой, причем дополнительный магнитопровод выполнен из высокочастотного материала и расположен коаксиально по отношению к проводнику с измеряемым током, а его обмотка подключена ко входу усилителя через резистор. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 528524, кл. G 01 R 33/02, 1974. 2.Бородулин А.И. и др. Измерение тока и формы импульсов электронных пучков. - Приборы и техника эксперимента, 1973, № 2, с. 47-49 (прототип).

8 Htm

Фмс.1