Устройство для бесконтактного измерения силы тока Советский патент 1981 года по МПК G01R19/00 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в электроразведке, элек трохимии и аналоговом моделировании для измерения составляющих низкочастотного электрического поля и проводящих средах, а также в метрологии при поверке трансформаторов тока инфразвуковой частоты. Известны устройства для бесконтак тного измерения силы тока, содержаще одновитковый трансформатор тока, вто ричная обмотка которого подключена ко входу усилителя с низким входным сопротивлением через корректирукицую индуктивность l. К недостаткам такого устройства следует отнести высокую погрешность /десятки процентов при измерении в низкочастотном диапазоне (единицы герц) и невозможность измерений в ин франизкочастотном диапазоне (менее 1 Гц. Это вызвано тем, что измерени в области инфранизких частот требуют применения.усилителя постоянного ток (.УПТ) , а обеспечение условия согласоёания его входа со вторичной обмот кой одинакового трансформатора привоцит Одновременно к двум несовместимьм требованиям.Во-первых,требуется боль шой коэффициент усиления в режиме отрицательной обратной связи по токуу для повышения чувствительности и уменьшения входного сопротивления УПТ, а во-Яторых, возникает режим практически короткого замыкания по постоянному току Счерез вторичную обмотку трансформатора) на входе УПТ. исключает возможность устойчивой работы УПТ, а применение разделительного конденсатора, даже большой емкости, нарушает условие согласования на таких частотах из-за высокого емкостного сопротивления, по сравнению с эквивалентным сопротивлением холостого хода, вносит значительные фазовые искажения и в сочетании с высокой индуктивностью вторичной обмотки приводит к появлению паразитных комплексных полюсов с большой добротностью. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для бесконтактного измереНИИ силы тока, содержащее одновитковый трансформатор тока и два усилителя с низким входным сопротивлением, причем вторичная обмотка трансформатора подключена через корректирующую индуктивность ко входам одного из усилителей, вьлход которого через резистор каскадно подключен ко входу второго усилителя. При этом индуцируемый во вторично обмотке трансформатора ток, пропорци ,овальный измеряемому току в первично витке, преобразуется первым усилителем в выходное напряжение. Это напрюкение через дополнительный резистор и корректирующую ундуктивность преоб разуется в ток, величина которого пре вышает ток вторичной обмотки трансформатора. Этот ток повторно усиливается вторым усилителем, включенным каскадно с первым 2 . Недостатками известного устройства являются низкая точность и чувствительность в области низких и инфранизких частот, вызванные невозмож ностью согласования вторичной обмотки трансформатора тока со входомУПТ, при их гальванической связи, Цель изобретения - повышение точности и чувствительности бесконтактного измерения силы тока в области инфранизких частот . Эта цель достигается тем, что в устрор стБе для безконтактного измерения силы тока,содержащем одновитковый трансформатор тока и два усилителя с низким входным сопротивлением, вторичная обмотка трансформатора включена между входами усилителей, выходы которых являются выходными зажимами устройства. Это позволяет исключить замыкание входов каждого из усилителей по постоянному току при их гальванической связи со вторичной обмоткой трансфор матора тока, осуществить встречное включение усилителей по дестабилизирукЗщим факторам и повысить их коэффи .диент усиления. На чертеже представлена схема предлагаемого устройства. Устройство для бесконтактного измерения силы тока содержит одновитковый трансформатор 1 тока, вторичная обмотка 2 которого включена между входами усилителей 3 и 4 с низким входным сопротивлением. Устройство работает следующим образом. Индуцируемый во вторичной обмотке 2 трансформатора 1 ток, пропорцио нальный измеряемому, протекает последовательно по входным цепям усилителей 3 и 4, вызывая появление на их выходах; равных и противоположных по знаку напряжений (например, при равенстве входных сопротивлений усилителей 3 и 4) . Разность выходных на-, пряжений усилителей J и 4, несущая информацию о величине измеряемой силы тока, может поступать по резистору,либо на дальнейшее преобразование, например, на дифференциальный усилитель . Включение вторичной обмотки 2 трансформатора 1 тока между входами усилителей 3 и 4 исключает замыкание входа каждого из усилителей по постоянному току, т.е. усилители 3 и 4 включены по дестабилизирукяцим факторам встречно. Поэтому возможно применение УПТ 3 и 4 с большим коэффициентом усиления при гальванической связи их входов со вторичной обмоткой 2 трансформатора 1 тока. Это обеспечивает повышение точности и чувствительности (примерно на порядок) при измерении силы тока в области инфранизких частот до 0,1 Гц. Технико-экономический эффект при внедрении изобретения заключается в повышении достоверности результатов измерения в электроразведке при поиске полезных ископаемых. Формула изобретения Устройство для бесконтактного измерения силы тока, содержащее одно- витковый трансформатор тока и два /., усилителя с низким входным сопротивлением. Отличающееся тем, что, с целью повышения точности и чувствительности измерений в области инфранизких частот, вторичная обмотка трансформатора тока включена между входами усилителей, выходы которых являются выходными зЪжимами устройства. Источники ниформации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент Японии t 52-7975, кл. 110 G I, 1977. 2.Патент Японии № 52-7976, кл. 110 G I 1977.

У

У