Измерительные клещи больших постоянных токов Советский патент 1982 года по МПК G01R19/00 

X 1 .

Изобретение относится к измерительной, технике, в частности к бест контактным изм ерениям больших постоянных токов.

Известен датчик постоянного тока компенсационного типа, содержащий магнитопровод с двумя дросселями насыщения, установленными по обе стороны от токопровода, блок питания и усилитель в цепИ компенсации Г 1 Ъ

Недостатками такого датчика постоянного тока являются сложность конструкции, невозможность измерения токов в шинах любой конфигурации без дополнительного тарирования (необходимость применения специального .тарировочного токопровода) и невысокая точность измерения из-за существенного влияния на результат измерения внешних магнитных полей и незначительного смещения мастей магнитопровода относительно друг друга.

Известны измерительные клещи больших постоянных токов, содержащие разъемный магнитопровод, состоящий из отдельных ферромагнитных элементов с зазорами между ними, измерительную обмотку и.модулирующую обмотку, проходящую через два сквозных отверстия, выполненных в каждом ферромагнитном элементе, причем измеритель ная обмотка подключена к входу измерительного прибора 2.

Недостатком таких измерительных клещей является невысокая точность измерения, обусловленная суммированием погрешностей, вносимых отдельными звеньями преобразования.

В то же время применение компенсационного преобразоватёупя практически невозможно, поскольку в известном устройстве имеются воздушные зазоры между ферромагнитными элементами разъемного магнитопровода, магнитное сопротивление которых на тричетыре порядка больше магнитного со-. противления стали ферромагнитных элементов и, следовательно, для создания необходимого компенсирующего магнитного потока, направленного встречно магнитному потоку измеряемого постоянного тока, требуется применение мощного источника компенсирующей намагничивающей силы, а сле довательно, и мощного усилителя, что в свою очередь веДет к большому потреблению энергии, увеличению габаритов устройства, Цель изобретения - повышение точности. Поставленная цель достигается тем, что измерительные клещи больших постоянных токов, содержащие регистрирующий прибор, разъемный маг нитопровод в виде отдельных ферромагнитных элементов с зазорами между ними, измерительную обмотку и модулирующую обмотку, проходящую через два сквозных отверстия, выполненных 0 каждом ферромагнитном jэлементе, снабжены усилителем с регулируемым коэффициентом усиления, детектором и компенсационной обмоткой, ферромагнитные элементы выполнены 0-образными, при этом измерительная и модулирующая обмотки рас положены на внутренних стержнях магнйтопровода, а компенсационная - на внешних, выводы измерительной обмотки подключены к входу усилителя с регулируемым коэффициентом усиления 8МХОД которого соединен с входом . детектора, первый выход которого соединён с первым выводом компенсационной обмотки, а второй выход - че рез регистрирующий прибор с вторым выводом компенсационной обмотки, На чертеже изображены измерительные клещи больших постоянных токов. Клещи содержат разъемный магнитопровод, выполненный из отдельных 0-образных ферромагнитных элементов 1 с зазорами между ними. Каждый фер ромагнитный элемент 1 содержит внут ренние 2 и внешние 3 стержни. На внутренних стержнях 2 каждого ферромагнитного элемента 1 через два сквозных отверстия намотаны вит . ки модулирующей обмотки k, соединенные между собой последовательно и подключенные к стабильному источнику переменного тока. Витки измерительной обмотки 5 равномерно располо жены поверх модулирующей обмотки между сквозными отверстиями и под94 ключены через усилитель Ь и детектор 7 к выводам компенсационной обмотки, 8, расположенной на внешних стержнях 3 магНитопровода. Измерительный прибор 9 включен в цепь обратной связи, Магнитопровод охватывает шину 10 с измеряемым током. Устройство работает следующим образом. При питании модулирующей обмотки Ц переменным током во внутреннем стержне 2, охваченном витками измерительной обмотки 5, создается переменный магнитный-поток Ф.. В этом случае сигнал на выходе измерительной обмотки 5 отсутствует. После охвата шины 10 с измеряемым постоянным током, последним в продольных стержнях 2 и 3 ферромагнитных элементов 1 создается магнитный поток Ф,., приводящий к появлению ЭДС на выходе измерительной обмотки 5. Эта ЭДС после усиления усилителем 6 и выпрямления детектором 7 подается на компенсационную обмотку 8. В результате создается магнитный поток Ф,, который во внутреннем стержне 2, где расположена измерительная .обмотка 5, направлен встречно потоку Ф., ЭДС на выходе измерительной обмотки 5 усиусиливается усилителем 6 до тех пор, пока не произойдет совпадение по абсолютной величине магнитных потоков Фи И Ф . При этом точность измерения предлагаемого устройства повышается за счет компенсационного метода измерений. Это приводит и к повышению чувствительности измерительных клещей больших постоянных токов. В то же время мощность источника компенсирующей магнитодвижущей силы невелика вследствие того, что перемагничиваются лишь отдельные ферромагнитные элементы Существенным преимуществом предлагаемого устройства является также использование одного уси-лителя и детектора для формирования сигнала, так и компенкак выходного сирующего. Таким образом, предлагаемые измерительные клещи больших постоянных токов отличаются высокими метрологическими качествами в сочетании с экономичностью, простотой конструкций.