Измерительный преобразователь переменного тока Советский патент 1982 года по МПК G01R19/00 

противоположно направлению градиент поля, можно осуществить устойчивый подвес такого тела в-поле катушки, по которой протекает электрический ток, если катушка ориентирована так что ее ось совпадает с направлением силы тяжести тела. При этом сила диамагнитного выталкивания пропорциональна квадрату мгновенного значения тока в катушке, а коэффициент пропорциональности является функцие относительного положения катушки и тела 3 , При соответствующей ориентации преобразователя положение сердечник относительно поддерживающей катушки и индикатора перемещений определяет равенством сил диамагнитного выталк вания и силы тяжести. Сигнал на выходе индикатора перемещений зависит при этом от силы тока, протекающего по обмотке катушки. Недостатком такого измерительног преобразователя является значительн частотная погрешность, обусловленная наличием реактивных составляющих сопротивления обмотки катушки преобразователя, ограничивающая точность измерения тока. Целью изобретения является расширение частотного диапазона и повы щение точности измерения тока. Поставленная цель достигается тем, что измерительный преобразователь переменного тока, содержащий подвижный осесимметричный сердечник из сверхпроводникового материала, поддерживающую катушку, обтекаемую током, в магнитном поле которой размещен указанный сердечник, и бесконтактный индикатор перемещения сердечника относительно поддерживаю щей, катушки, снабжен дополнительной неподвижной измерительной обмоткой, выполненной в виде полоски из сверх проводникового материала, расположенной на плоской диэлектрической подложке и сопряженной с плоской, перпендикулярной оси сердечника, частью его поверхности, причем поло ка и плоская часть поверхности сердечника образуют отрезок несимметричйой полосковой линии. На. чертеже схематически изображе предлагаемый измерительный преобразователь переменного тока. Измерительный преобразователь переменного тока содержит подвижный осесимметричный сердечник 1 из свер проводников о гр материала, поддерживающую катушку 2, бесконтактный индикатор перемещения сердечника 1 относительно поддерживающей катушки 2 (не показан), измерительную обмотку 3 и диэлектрическую подложку 4. . , Измерительная обмотка 3 выполнен в виде полоски из сверхпроводникового материала, расположена на плоской диэлектрической подложке 4 и сопряжена с плоской частью поверхности сердечника 1, перпендикулярной его оси. При этом полоска измерительной обмотки 3 и плоская часть поверхности сердечника 1 образуют отрезок несимметричной полосковой линии. Измерительный преобразователь переменного fOKa работает следующим образом. Преобразователь ориентируют так, чтобы ось поддерживающей катушки 2 совпадала с направлением силы тяжести. По обмотке поддерживающей катушки 2 пропускают постоянный электрический ток. При определенном значении постоянного тока в обмотке поддерживающей катушки 2 подвижный сердечник 1 выходит из соприкосновения с неподвижными частями преобразователя и оказывается подвешенным в магнитном поле поддерживающей катушки 2. При этом он занимает исходное положение относительно бесконтактного индикатора перемещения,при котором выходной сигнал индикатора перемещения сердечника 1 равен нулю. Затем по измерительной обмотке 3 преобразователя пропускают контролируемый переменный ток. Магнитное поле этого тока, сосредоточенное в основном в зазоре между полоской и сердечником, действует на сердечник с силой F 0,, где - действующее значение силы тока в обмотке. 3; /U. - магнитная проницаемость среды в зазоре; С - длина полоски из сверхпроводникового материала, образующей измерительную обмотку 3; Ь - ширина полоски. Формула справедлива, когда Ь много больше величины зазора между полоской и сердечником 1. Воздействие силы F смещает сердечник 1 из исходного положения. При этом на выходе индикатора перемещения сердечника 1 воз-никает сигнал, отличный от нуля. Регулируя (вручную или автоматически) ток в поддерживающей катушке 2, возвращают сердечник 1 в исходное положение. Таким образом, в преобразователе устанавливается однозначное соответствие между действующим значением контролируемого переменного тока, пропускаемого по измерительной обмотке 3, и значением постоянного тока в поддерживающей катушке 2, если положение сердечника 1 относительно поддерживающей катушки 2 и измерительной обмотки 3 не изменяется. Частотная погрешность преобразователя определяется квадратом от- ношения частоты контролируемого переменного тока к резонансной час тоте эквивалентного колебательного контура, образованного измерительной обмоткой 3 преобразователя. По кольку резонансная частота колебательного контура, эквивалентного небольшим отрезкам (-0,3 м) полоск вой линии, составляет л/lu Гц, то частотная погрешность преобразоват ля для токов с частотой 2 -10 Гц составит i 2 -10 . Предлагаемый измерительный преобразователь переменного тока позво ляет осуществлять измерение действующих значений малых переменных т ков с погрешностью, не превышающей З-Ю, и обнаруживать переменный ток, действующее значение которого составляет /-З-Ю А. Использование предлагаемого изме рительного преобразователя позволяет повысить точность измерений переменного тока и расширить частот диапазон измерений. Формула изобретения Измерительный преобразователь переменного тока, содержащий подви ный осесимметричный сердечник из сверхпроводникового материала, поддерживающую катушку, обтекаемую током, в магнитном поле которой размещен указанный сердечник, и бесконтактный индикатор перемещения сердечника относительно поддерживающей катушки, отличающийся тем, что, с целью расширения частотного диапазона и- повышения точности измерения, он снабжен дополнительной измерительной обмоткой, выполненной в виде полоски из сверхпроводникового материала, ..расположеннойна плоской диэлектрической подложке и сопряженной с плоской, перпендикулярной оси сердечника, частью его поверхности, причем полоска и плоская часть поверхности сердечника образуют .отрезок несимметричной полосковой линии. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Арутюнов в.О. Электрические измерительные приборы и измерения. М.-Л., ГЭИ, 1958, с. 241-251. 2.Авторское свидетельство СССР 572701, кл. G 01 R 27/78,22.03.76 (прототип). 3.француз Э.Т, Воспроизведение ампера и сверхпроводимость.-Метрология, М., 1979, № 1, с. 43-49.