Устройство измерения электрического тока в токопроводе Советский патент 1982 года по МПК G01R15/08 

(5А) УСТРОЙСТВО ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА

1

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения тока.

Известно устройство для бесконтактного измерения постоянных и переменных токов, в котором чувствительным элементом служат два дифференциально включенных преобразователя Холла, расположенных в воздушных зазорах П-образной магнитной системы, сое- тавленной из трех отдельн 1х магнитопроводов l.

Недостатком такого устройства является низкий уровень выходного сигнала, требующий дополнительного усиления.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство на основе магниторезистивных преобразователей, содержащее шесть магниторезистивных преобразователей, магнитные системы в виде скобообразных постоянных магнитов и источники напряжения. Постоянные В ТОКОПРОВОДЕ

магниты расположены на боковой грани токопровода, а магниторезистивные преобразователи включены по мостовой схеме и расположены на торцах постоянного магнита L2.

Недостатками известного устройства являются погрешность преобразования из-за нелинейности функции преобразования, влияние других токопроводов и малый динамический диапазон,

to обусловленный малым значением поля смещения (поскольку магнитная цепь поля смещения разомкнута).

Цель изобретения - повышение точности и расширение динамического диаtsпазона.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство измерения электрического тока в токопроводе, содержащее четыре магниторезистивных преоб20разователя, магнитную систему в виде скобообразного постоянного магнита и источник напряжения, введены два управляемых источника тока, вычита39П

тель, два скобообразных магнитопровода, между которыми расположен скоборбразный постоянный магнит, намагниченный перпендикулярно плоскости скобы, и два ярма, расположенных у торцов скоборбразных магнитопроводов, одна пара магниторезистивных преобразователей, расположенных в воздушных зазорах между ярмами и скобообразными магнитами, соединена последовательно и подключена к первому управляемому источнику тока, а другая пара преобразователей также соединена последовательно и подключена к второму управляемому источнику тока, входы управляемых источников тока подключены к источнику напряжения , а их выходы соединены с входами вычитателя.

На фиг. 1.изображена структурная схема устройства; на фиг. 2 - конструкция магнитолой системы с магнитными преобразователями.

Устройство содержит токопровод 1, магнитную систему 2, магниторезистивные преобразователи 3-6, первый и второй управляемые источники 7 и 8 тока, источник 9 напряжения, вычитатель 10. Магнитная система 2 содержи скобообразные магнитопроводы 11 и 12 скобообразный постоянный магнит 13 и два ярма 1 и 15.

Устройство работает следующим образом.

Протекая по токопроводу 1, ток создает вокруг него магнитное поле, которое концентрируется в ярмах 1k и 15 и магнитопроводах 11 и 12 и пронизывает магниторезистивные преобразователи 3-6.

Если поле, создаваемое током, направлено TjBK, как показано на фиг. 2 сплошной линией, а поле постоянного магнита, показанное пунктирной линией, воздействует на магниторезистивные преобразователи 3 и 5, совпадая по направлению с магнитным полем тока, то их сопротивления увелчиваются. Увеличивается и выходной сигнал, снимаемый с управляемого источника 7 тока (). При этом сопротивление магниторезистивных преобразователей 4 и 6, находящихся под воздействием противоположно направленных магнитных полей постоянного магнита и поля тока в токопроводе, уменьшается. Уменьшается и

выходной сигнал управляемого источника 8 тока (

Вычитатель 10 осуществляет вычитание из напряжения напряжения J Ug.,yf. На выходе вычитателя 10 возникает напряжение Ugy) 1)

где и - напряжение источника 9; 1ц - измеряемый ток; К - коэффициент пропорциональ0 ности.

При подключении входов управляемы 1источников тока к цепи измеряемого напряжения Uj, выходной сигнал равен

БЫ Иг.е. пропорционален измеряемой мощности.

Формула изобретения Устройство измерения электрического тока в токопроводе, содержащее четыре магниторезистивных преобразователя; магнитную систему в виде скобообразного постоянного магнита и источник напряжения, отличаюния точности его и расширения динамического диапазона, в него введены два управляемых источника тока, вычитатель, два скобообразных магнитопровода, между которыми расположен скобообразный постоянный магнит, намагниченный перпендикулярно плоскости скобы, и два ярма, расположенных у торцов скобообразных магнитопроводов, одна пара магниторезистивных преобразователей, расположенных в воздушных зазорах между ярмами и скобообразными магнитами, соединена последовательно и подключена к первому управляемому источнику тока, а другая пара преобразователей также соединена последовательно и подключена к второму управляемому источнику тока, входы управляемых источников

тока подключены к источнику напряжения, а их выходы соединены с входами вычитателя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Новогренко Н.М. Измерительный прибор на основе датчиков Холла для исследования токовых процессов в силовых цепях большой мощности. Электротехника, ff 8, 1961, с. .

2.Solid State Electrcnies, vol. 7, pp. 303-371, ,

б

Jt м

fflHjfff

Л7

L.

17 I

ff

/I

0yf.f

/./