Датчик тока

Датчик тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к средствам преобразования тока в измерительных системах , например, при измерении тока в сварочных машинах контактной сварки. С целью повышения линейности и расширения температурного диапазона в датчик тока введены усилитель 4, элемент 5 нелинейной обратной связи и блок 6 компенсации дрейфа, а нелинейный блок 2 содержит резисторы 8-11 и диод 12. Ток протекает от источника 1 питания через блок 2 и магниторезйсторы 3-1 - 3-2N, причем этот ток зависит от величины сопротивления магниторезисторов. усиливается усилителем 4 и поступает на выходной зажим 7. Блок 6 компенсации дрейфа при отсутствии изменения сигнала на выходе усилителя 4 через ограничитель 16, ключ 13, конденсатор 14 и усилитель 15 отслеживает дрейф. При появлении сигнала на выходе усилителя 4 компараторы 17 и 21 с помощью резисторов 19, 22 и диода 20 отключают ключ 13. благодаря чему на конденсаторе 14 сохраняется предыдущее значение компенсирующего сигнала. 3 з.п.ф-лы, 2 ил. И

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

- « ЯМ ВЩ м»

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4453231/21 (22) 29,06.88 (46) 07.05.91.Бюль 17 (71) Специальное проектно-конструкторское и технологическое бюро Псковского завода тяжелого электросварочного оборудования (72) А.П.Даниленко, В.В.Новиков, Ю.АДмитриев, Н.А;Иванов и П.С.НикифоP0 8 (53) 621.317.7(088. 8) (56) Егиазарян Г.А;, Стафеев В.И. Магнитодиоды, магниторезисторы и их применение.

М,: Радио и связь, 1987, с.5-48.

Разин Г.И.. Щелкин А,П, Бесконтактное измерениетоков.М.: Атомиздат, 1974,с113116, рис. 3.23. (54) ДАТЧИК ТОКА (57) Изобретение относится к средствам преобразования тока в измерительных системах, например, при измерении тока в сварочных машинах контактной сварки, С

„„Я2„„1647424 Al (я)я G 01 Я 19/00 целью повышения линейности и расширения температурного диапазона в датчик тока введены усилитель 4, элемент 5 нелинейной обратной связи и блок 6 компенсации дрейфа, а нелинейный блок 2 содержит резисторы 8-11 и диод 12, Ток протекает от источника 1 питания через блок 2 и магниторезисторы 3-1 — 3-2N, причем этот Т0К зависит от величины сопротивления магниторезисторов, усиливается усилителем 4 и поступает на выходной зажим 7, Блок 6 компенсации дрейфа при отсутствии изменения сигнала на выходе усилителя 4 через ограничитель 16, ключ 13, конденсатор 14 и усилитель 15 отслеживает дрейф. При появлении сигнала на выходе усилителя 4 компараторы 17 и 21 с помощью резисторов 19 22 и диода 20 отключают ключ 13, благодаря чему на конденсаторе 14 сохраняется предыдущее значение компенсирующего сигнала. 3 з.п.ф-лы, 2 ил.

1647424

Датчик тока предназначен для средств измерения и выпрямления значений кратковременных постоянных или переменных токов большой силы и, например, может быть использован для измерения токов сварочных машин контактной сварки.

Целью изобретения является повышение линейности и расширение температурного диапазона.

На фиг.1 представлена функциональная схема датчика тока; на фиг,2 показано расположение магниторезисторов.

Датчик тока содержит источник 1 питания, один вывод которого соединен с общей шиной, а другой через нелинейный блок 2— с первым выводом последовательно соединенных 2 N магниторезисторов 3-1 — 3-2N.

Последний вывод магниторезисторов соединен с входом усилителя 4 и выходами элемента 5 нелинейной обратной связи и блока 6 компенсации дрейфа, входы которых соединены с выходным зажимом 7 и выходом усилителя 4.

Нелинейный блок 22 содержит резисторы 8 — 11 и диод 12, катод которого является вторым выводом нелинейного блока 2 и соединен с вторым выводом резистора 10, первый вывод которого является первым выводом нелинейного блока 2 и соединен через резистор 8 с первыми выводами резисторов 9 и 11. Второй вывод резистора 11 соединен с общей шиной, а второй вывод резистора 9 — с анодом диода 12, Блок 6 компенсации дрейфа содержит ключ 13, выход которого соединен с первым выводом конденсатора 14 и неинвертирующим входом усилителя 15. Выход последне-го является выходом блока 6 компенсации дрейфа, вход которого через ограничитель

16 соединен с входами ключа 13 и компаратора 17. Выход компаратора 17 через конденсатор, 18 соединен с первым выводом резистора 19 и катодом диода 20, анод которого соединен с входом компаратора 21 и через резистор 22 с общей шиной. Выход компаратора 21 соединен с управляющим входом ключа 13, второй вывод резистора

19 — с зажимом 23 источника питания, Датчик тока работает следующим образом.

Значение тока определяется выражением

1 = 2л г

В р / о где r — расстояние от проводника с измеряемым током;

 — индукция магнитного поля проводника с тОкОм;

35 ио,р — магнитная постояннаая и отно сительная магни1чая проницаемость.

В исходном состоянии блок 6 компенсации дрейфа устанавливает на выходе усилителя 4 ноль по цепи: ограничитель 16, открытый ключ 13, усилитель 15 и конденсатор 14, напряжение на котором постоянно отслеживает компенсирующее напряжение. При появлении кратковременного тока t сопротивление магниторезисторов 3 — 1 — 32N увеличивается, поэтому ток, протекающий через них, уменьшается, и на выходе усилителя 4 появляется напряжение, которое переключает компаратор 17, выходной сигнал которого через конденсатор 18 закрывает диод 20, в результате компаратор

21 также переключается, выключив ключ 13.

Конденсатор 14 при этом сохраняет сигнал предыдущего корректирующего напряжения, т.е. блок 6 переходит в режим хранения предыдущего состояния, После окончания импульса тока компараторы 17 и 21 возвращаются в исходное состояние и блок 6 компенсации дрейфа вновь обеспечивает режим непрерывной компенсации дрейфа усилителя 4.

Компенсации нелинейности магниторезисторов 3-1 — 3-2N, сопротивление которых является четной функцией от индукции, обеспечивается элементом 5 нелинейной обратной связи, которая может быть реализована на резисторах и диодах со смещением, Изменение величины сопротивления нелинейного блока 2 следует выбирать из соотношения

"- =.(+ ) пн = (K + 1 ) RM Рм.макс — Йм пн.макс = K RM.ìàêñ где Вн.мин., йн, Вн.макс. — Минимальное, текущее и максимальное значение сопротивления нелинейного блока 2;

RM,мнн., йм., R>.<>«. — минимальное, текущее и максимальное значение сопротивления магниторезисторов 3-1.— 3-2N; пн.макс г— м.макс

На фиг.2 показано. взаимное расположение магнитореэистров 3-1 — 3-2N в двух плоскостях (сплошной и пунктирной линиями соответственно). В результате такого расположения наведенная помеха на выводах магниторезисторов вычитается из-за.того, что знак помехи в двух этих. плоскостях противоположен.

Формула изобретения

1. Датчик тока, содержащий источник питания, один вывод которого соединен че1647424

Составитель В. Смирнов

Техред M. Моргентал Корректор О, Кундрик

Редактор Т.Юрчикова

Заказ 1647 Тираж 430 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 рез резистор с последовательно соединенными 2N магниторезисторами, другой вывод — с общей шиной, отличающийся тем, что, с целью повышения линейности н расширения температурного диапазона, резистор выполнен в виде нелинейного блока, а также введены усилитель, элемент нелинейной обратной связи и блок компенсации дрейфа, причем элемент нелинейной обратной связи и блок компенсации дрейфа входами и выходами соединены с выходом и входом усилителя соответственно, вход усилителя соединен с вторым выводом последнего магниторезистора, а выход усилителя является выходом датчика тока.

2. Датчик по п.1,о т л и ч а ю щ. и и с я тем, что блок компенсации дрейфа содержит ограничитель, вход которого является входом блока компенсации доейфа, выход которого является выходом усилителя, инвертирующий вход которого соединен с

-общей шиной, а неинвертирующий вход— с первым выводом первого конденсатора и через ключ с выходом ограничителя и входом первого компаратора, выход которого через второй конденсатор соединен с первым выводом первого резистора и катодом диода, анод которого соединен с входом второго компарэтора и через второй резистор с общей шиной, второй вывод первого резистора соединен с выводом источниа питания, выход второго компаратора соединен с управляющим входом ключа, второй вывод первого конденсатора соединен с общей шиной, 5 3. Датчик по и 1, о тл и ч а ю щи и с я тем, что нелинейный блок содержит первый резистор, два вывода которого являются первым и вторым выводами нелинейного блока соответственно, причем первый вы10 вод первого резистора через второй резистор соединен с первыми выводами третьего и четвертого резисторов, второй вывод третьего резистора соединен с анодом диода, катод которого соединен с вто15 рым выводом первого резистора, второй вывод четвертого резистора соединен с общей шиной.

4. Датчик по п,1, отличающийся тем, что, с целью повышения помехоустой20 чивости за счет уменьшения влияния помехи, каждый иэ маги иторезисторов расположен напротив другого так, что они образуют пары, выводы каждой пары магниторезисторов направлены параллельно

25 друг другу в одну сторону, причем первые и вторые магниторезисторы каждой пары расположены соответственно в своих плоскостях, а первый вывод первого магниторезистора пары расположен напротив

30 второго вывода второго магниторезистора пэры.