Датчик тока Советский патент 1982 года по МПК G01R19/00 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для индикации переменных токов со спектром частот от долей герц до нескольких мегагерц.

Известен элемент сравнения, содержащий два трансформатора, каждый из которых снабжён двумя первичными и одной вторичной обмоткой, и ферритовый стержень, пронизывакадий обмотки одного из них f1}

Недостатке элемента сравнения является низкая точность, обусловленная влиянием помехонесущих полей и низкой термостабильностью.

Известен датчик тока, содержащий источник опорного напряжения,,и тороидальных ферромагнитных сердечников с прямоугольной петлей гистерезиса, с расположенными на них подмагничивакнцими обмоткс1ми, первичными обмотками, соединенными последовательно, и вторичными обмотками, к которым подключены элементы индикации 1Г2).

Недостатком известного устройства также является низкая помехозащищенность и термостабильность, приводящие к девиациям рабочего магнитного по-тока в сердечниках, и, следовательноjf

к снижению точности. Кроме того, наличие источника опорного напряже- v ния в известном устройстве приводит к усложнению его конструкции, снижению КПД и ресурса работы.

Поставленная цель достигается тем, что датчик тока, содержащий М ферромагнитных сердечников с прямоугольной петлей гистерезиса, с расположенными на них первичными обмотками, соединенными последовательно, и вторичными обмотками и .элементы индикации, в него введен броневой горгпкообразный постоянный магнит, сердечники выполнены в виде стерхсней, при этом первичные обмотки (2и)-ых и (2и +1)-ых сердечников включены ьстречно, вторичные обмотки указанных сердечников включены последовательно - согласно и подключены .к соответствующему элементу индикации, продольная ось сердечников совпадает с направлением магнитного поля постоянного магнита, а величина коэрцитивной силы постоянного магнита удовлетворяет условию

2Н

.

ее

гдеН - коэрцитивная сила броневого

cnw.

горшкообразного магнита, сс коэрцитивная сила материала сердечников. На фиг.1 изображено продольное сечение датчика ток и схема включения обмоток для И 1; на фиг.2 - внеш ний вид постоянного магнита броневого типа горшкообразной формы, Датчик тока состоит из четного чи ла (минимум двух) одинаковых ферромагнитных сердечников 1, на каждом из которых намотаны первичные обмотк 2 и вторичные обмотки 3. Первичные обмотки 2 соединены последовательно и попарно-встречно, что обеспечивает компенсацию наведен ной ЭДС помехи. Вторичные обмотки соединены попарно согласно и подключены к соответствующему элементу 4 индикации. Рабочий поток в сердечниках 1 создается броневым горшкообразным постоянным магнитом 5. Величина рабочего потока регулируется изменением зазора дХ. Устройство работает следующим образом. При подключении первичных обмоток 2 к измеряемой цепи в обмотках потечет ток, создающий в сердечниках магнитное поле, противоположное рабо чему, т.е. измеряемый сигнал сравнивается с собственным дискретным уров нем элемента сравнения, образованног;о i-тым основным и i-ым дополнитель ным сердечниками 1, Если алгебраическая разность опор ного поля и поля измеряемого сигнала будет превышать величину динамическо коэрцитивной силы сердечников, то при чсаждом импульсном сигнале или в период они будут перемагничиваться, а затем вновь возвращаться в исходное состояние под действие поля постоянного магнита 5. При этом постоянный магнит 5, создающий опорное поле, не может быть перемагничен, так как его коэрцитивная сила превосходит таковую в сердечниках 1 . Перемагничивание сердечников 1 приводит к возникновению ЭДС во вторич-ной обмотке 3, фиксируемую с помо щью элемента 4 индикации,.например светодиода. Число пар сердечников 1 выбирается равнЕлм числу требующихся дискретных уровней отсчета. Диск)етность создается изменением количества витков в первичных обмотках 2 либо кван тованием опорных полей путем уртановки величины ЛХ в каждом элементе сравнения, а диапазон измерений может устанавливаться одновременным изменением магнитного зазора во всех элементах. Постоянный магнит 5, являющийся источником рабочего потока в сердечниках 1, является одновременно эффективным магнитным экраном, позволяющим значительно повысить помехозащищенность устройства. Кроме того, исключение источника опорного напряжения или генератора и обмоток подмагничивания позволяет существенным образом упростить устройство, повысить его термостабильность и надежность. Предлагаемый датчик тока может -быть использован в качестве составной части измерительных приборов без подвижных частей для измерения переменных и импульсных токов, в качестве преобразователя аналоговых сигналов в параллельный код с унифицированной формой сигнала. Формула изобретения Датчик, тока, содержащий у ферромагнитных сердечников с прямоугольной петлей гистерезиса, .с расположенными на них первичными обмотками, соединенными последовательно, вторичными обмотками и элементы индикации, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, в него введен броневой горшкообразный постоянный магнит, сердечники выпол нены в виде стержней, при этом первичные обмотки (2и)-ых и (2и+1 -ых сердечников включены встречно, вторичные обмотки указанных сердечников включены последовательно-согласно и подключены к соответствуюцему элементу индикации, продольная ось сердечников совпадает с направлением магнитного поля постоянного магнита, а величина коэрцитивной силы постоянного магнита удовлетворяет условию 2-Нсс спмгде Hf-n,. коэрцитивная сила броневого горшкообразного магнита-, ц - коэрцитивная сила материала сердечников. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР If 144055, кл. С 05 В 1/01, 1961. 2.Патент США 2962704, кл.340347, 1961.