Устройство для измерения постоян-НОгО TOKA Советский патент 1981 года по МПК G01R19/26 H03K13/20 

(54)УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Изобретение относится к электроизм рительной технике и предназначено для использования при преобразовании унифицированных токовых сигналов в цифровой код. Известно устройство для измерения постоянного тока, выполненное на основе эффекта ядерного магнитного резонанса (ЯМР) и содержащее,в частности, дифференциальньш магнитопровод с двумя измерительными обмотками,источник постоянного подмагничивакяцего поля установлен во внутренней полости магнитопровода, два преобразователя магнитной индукции в частоту, датчики которых размещены в зазорах магнитопровода между полюсными наконечниками, а измерительные блоки п ключены к блоку вычитания частот, связанному с отсчетным блоком l J. Недостаток известного устройства заключается в низкой чувствительности, обусловленной насьпцением магиито провода. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для измерения постоянного тока, содержащее дифференциальный магнитопровод с двумя, парами разделенных воздушными промежутками внешних и внутренних ветвей, две измерительные обмотки, источникпостоянного подмагничивающего поля, установлен1а 1й между внутренними ветвями магнитопровода перпендикулярно их продольным осям, два преобразователя магнитной индукции в частоту, датчики которых размещены в зазорах магнитопровода меладу полюсными наконечниками, а измерительные блоки подключены к блоку вычитания частот, связанному с отсчетным блоком Г2. В известном устройстве измерительные обмотки, к которым подводится контролируеьый ток, расположены на полюсных наконечниках и создаваемый током магнитный поток проходит через оба воздушных зазора магнитопровода. Поскольку магнитное сопротивление зазоров значительно больше сопротивления ферромагнитных участков, то даже при наличии расщепленного магнитопровода чувствительность устройства оказывается ограниченной. Уменьшение нижнего предела измерения по току в устройстве может быть достигнуто только за счет увеличения количества витков измерительных обмоток,, что связано с увеличением входного сопротивления устройства и потребляемой от цепи контролируемого тока мощности,Цель изобретения - повышение чувст вительности подобного измерительного устройства. Поставленная цель достигается тем что в устройстве для измерения постоянного тока, содержащем дифференциальный магнитопровод с двумя парами разделенных воздушными промежутка ми внешних и внутренних ветвей две -измерительные обмотки, источник постоянного подмагничивающего поля, установленный между внутренними ветвями магнитопровода перпендикулярно их продольным осям, два преобразователя Магнитной индукции в частоту,, датчики которых размещены в зазорах магнитопровода между полюсными наконечяиками, а измерительные блоки псдключены к блоку вычитания частот, связанному с отсчетным блоком, измерительные обмотки нанесены на внешние ветви магнитопровода, а его внутренние ветви выполнены с площадь поперечного сечения, втрое меньшей основания полюсных наконечников. На фиг. 1 представлена структурна схема предлагаемого устройства с Шобразным магнитопроводом; на фиг. 2 то же с броневым цилиндрическим магнитопроводом. В состав устройства входит источник 1 постоянного подмагничивающего поля, создающий поток Ф. В качестве источника 1 используется постоянный магнит или обмотка со стабильны постоянным током, намотанная на сред нюю часть магнитопровода (фиг.1Д Последний выполнен расщепленным на внутренней ветви 2 и внешней ветви 3, каждая пара которых разделена воздушными промежутками 4. На внешние ветви 3 магнитопровода нанесены измерителыя,1е обмотки 5, через которые проходит контролируемый ток 1. 8 24 В варианте конструкции устройства с броневым цилиндрическим магнитопроводом (фиг,2) источником 1 постоянного подмагничивающего поля является радиально намагниченный кольцевой постоянный магнит или обмотки со стабильнЬш постоянным током, намотанные на радиальные части магнитопровода. Внутренние и внешние ветви 2 и 3 выполнены в виде коаксиальных цилиндров, между которыми расположена общая измерительная обмотка 5.. Преобразователи магнитной индукции в частоту включают в себя датдаки 6 ЯМР, размещенные в воздушных зазорах магнитопровода, и измерительHbie блоки 7, выходы которых- подключены к блоку 8 вычитания частот. Разность частот регистрируется цифровым отсчетным блоком 9. В процессе рабо.ты устройства потоки Ф., создаваемые током I, замыкаются по соответствующей паре внутренних Л внешних ветвей 2 и 3 (фиг.1) магнитопровода. Нетрудноубедиться. ЧТО в одних половинах внутренних ветвей 2 поток Ф складывается с подмагничивающим потоком Ф.,, а в других- половинах - вычитается. Вследствие этого магнитное сопротивлеиие одних половин ветвей 2 возрастает, а других половин - уменьшается. В результате, в одном воздушном зазоре магнитопровода имеет место уменьшение магнитной индукции, создаваемой источником 1 постоянного подмагничивающего поля, а в другом воздушном зазоре - ее увеличение. .При соответствующем выборе материала магнитопровода и соотношения между его размерами разность магнитных индукций .в воздушных зазорах и, следовательно, частота переменного тока на выходе блока 8 вычитания частот оказываются линейно зависящими от значения контролируемого тока 1. Для получения максимальной чувствительности и малой погрешности от нелинейности отношение площади основания полюсных наконечников магнитопровода к поперечному сечению его внутренних ветвей, по которым проходят подмагничивающий поток Ф-и поток контролируемого тока 1, должно соответствовать трем. Наряду с повьштенной чувствительностью предлагаемое устройство характеризуется невысоким входным сопротивлением и незначительной потребляемой мощностью, а также имеет небсшьшиё вес и габариты.

Формула изобретения

Устройство для измерения постоянного тока, содержащее дифференциальный магнитопровод с двумя парами разделенных воздушными промежутками внешних и внутренних ветвей, две измерительные обмотки, источник постоянного подмагничивающего паля, установленный между внутренними ветвями магнитопровода, перпендикулярно их продольным осям, два преобразователя магнитной индукции в частоту, датчики которых размещена в зазорах магнитопровода между полюсными наконечниками, а измерительные блоки подключеи 1 к блоку вычитания частот, связанному с отсчетным блоком, отличающееся тем, что, с целью повьш1ения чувствительности, в нем измерительные обмотки нанесены на внешние ветви магнитопровода, а его

внутренние ветви выполнем 1 с площадью поперечного сечения, втрое меньшей основания полюсных наконечников.

Источники информации, принятие во внимание при экспертизе

2.Авторское свидетельство СССР № 411629, кл. Н 03 К 13/20, 1972.