Устройство для измерения переменных и импульсных токов Советский патент 1982 года по МПК G01R19/00 

. Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено ддя испсвшзования при бесконтактном контроле токов, имеюшЕцс сяектр частот до десятков мегагерц, в .том числе и при однократных процессах, а также в условиях воздействия постоянных магниРных полей (например, геомагнитного поля земли).

Известен измеритель переменных токов, содержащий генератор синусоидального тока, выход которого соединен с входом преобразователя Холла, и блок регистрашш, включающий в свой состав последоватешэно соединенные избирательный усилитель, связанный по входу с выходом преобразователя Холла, детектор, управляющий вход которого -поиключен к выходу генератора синусоидального тока, фильтр низких частот и регистрирующий прибор Clj

Недостаток известного устройства : заключается в весьма малом динамичес- . кем диапазоне измеряемых токов.

Наиболее близким по техническому решению к данному изобретению является устройство для и у1ерения переменных и импульсных токов, содержащее генератор синусоидального тока, выход которого соединен с входами преобразователя Холла и фазовращатепя-аттенюатора, сумматор,

10 входы которого подключены к выходам преобразователя Холла и фазовращателяаттенюатора, а выход через полосовой яшьтр - к входу блока регистрации, состоящего из последовательно соедиНенISнь1Х избирательного усилителя, амплитудного детектора, широксшопосного усилителя в ретистрирукядего прибора. Верхняя граншха дшамического диапазона измеря20емых токов приподнята за счет увеличения уровня несущей амплитудно-модулированного сигнала, .аю1цего с выхода преобразователя Холла, и обеспечеНИН линейного режима работы амгоштудного детектора 21 .

Однако в цепом общий динамический диапазон остется попрежнему невысоким.

Цель изобретения - расширение динамического диапазона измеряемых тсжов, путем Снижения его нижней границы за счет уменьшения порога чувстБИтепьнрсти данного устройства.

Постарпенная цепь достигается тем, что в устройство для измерения переменных и импульсных токов, содержащее 1енератор синусоидального тока, выход которого соединён с входами преобразователя Холла, фазовращателя-аттенюатора и управляющим входом блока регистрации, полосовой фильтр, введен дифференциальный усилитель, причем один вход дифференциального усилителя подключен к выходу фазовращателя-аттенюатора, другой вход через полосовой фильтр - к выходу преобразователя Холла, а выход соединен с сигнальным входом блока регистрахши.

На чертеже представлена функциональная схема предложенного, устройства.

Устройство содеряшт генератор 1 синусоидального тока, преобразователь 2 Холла, полосовой фильтр 3, дифференциальный усилитель 4, фазовращатель-аттенюатор 5 и блок 6 регистрации с избирательным усилителем 7, синхронным детектором 8, фильтром 9 низких частот И регистрирующим прибором 10.

Устройство работает следующим образом.

От генератора 1 синусоидального тока на преобразователь 2 Хплла подается ток питания высокой частоты IQ которая хфимерно на порядок больше, чем частота измеряемого тока. При воздействии на преобразователь 2 Холла перег менного магнитного поля, создаваемого измеряемым током, с верхней и нижней частотами спектра { „ и {ц в предпагаемс л преобразователе происходит амплитудная модуляшя тока питания магнитным полем. Выходная ЭДС Холла пред ставляет собой амшштудно-модулирован ный сигнал, уровень несущей р:оторого определяется величиной постоянной составляющей измеряемого тока, проекцией на ось преобразователя вектора, геомагнитного поля Земли и напряжением неэквипотенциальности преобразователя,

а спектр сигнала занимает область частот f - -fg , f + f . Область частот индукционной наводки ограничена частотаf igf ц. С выхода преобразователя 2 Холла сигнал подается на полосовой (}ло1ьтр 3 с полосой пропускания f - i ЕО f в- ® происходит подавление индукционной наводки. Пройдя через 4ильтр 3, амплитудно-модулированный сигнал поступает на один из входов дифференциального усилителя 4, на другой вход которого подается сигнал от генератора 1 синусоидального тока, пропущенный через фазовращатель-аттенюатор 5 с обеспечением синфазности по отношению к несущей амплитудно-модулированного сигнала с выхода преобразователя 2 Холла.

Таким образом, значительно повьш1ается индекс модуляции амплитудно-модутшрованного сигнала, который затем усиливается избирательным усилителем 7, детектируется синхронным детектором 8 И после фильтрации фгоштром 9 низких .частот подается на регистрирующий 10, например, осциллограф.

Формула изобретения

Устройство для измерения переменных и импульсных токов, содержащее генератор синусоидального тока, выход кот,орогю соединен с входакш преобразователя Холла, фазовращателя-аттенюатора и управляющим входом блока регистрации, полосовой фальтр, отличающ е е с я тем, что, с целью расширения динамического диапазона измеряемых токов, в него введен дифференциальный усилитель, причем один вход дифференциального усилителя подключен к выходу фазовращателя-аттенюатора, доугой вход через полосовой фильтр - к выходу преобразователя Холла, а выход соединен с сигнальным входом блока регистрации.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Разин Г. И. и Щёлкин А. П. Бесконтактное измерение электрических токов, М., Атомиздат, 1974, с. 114, рис. 3.22, в.

2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 3217882/1 ;-21,

кл. QOIR 19/00, 1980.