Способ измерения тока

Способ измерения тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П H C A H M E 1ii!8lll53

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Раслублик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 11.04.77 (21) 2475357/18-21 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.03.81. Бюллетень № 9 (45) Дата опубликования описания 07.03.81 (51) М Кл з

G 01R 19/00

Государстоеииый комитет

CCCI (53) УДК 621.317.7 (088.8) ло делам изобретений и открытий

72) Авторы

5. 7

1,. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ТОКА

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения токов большой величины в быстродействующих системах регулирования и управления. 5

Известен способ измерения тока путем преобразования измеряемого тока в ток меньшей величины при помощи трансформаторов тока или магнитных усилителей, в которых преобразование тока осуществля- 10 ется за счет сохранения равенства первичных и вторичных ампервитков магнитопроводов:(1). При измерении больших токов (нескольких сотен ампер и более) во вторичных цепях магнитопроводов упомянутых 15 устройств протекают значительные токи, что приводит к существенным потерям мощности в измерителе тока. Это определяет основной недостаток известного способа. 20

Известен способ измерения тока путем формирования рабочего магнитного потока в магнитопроводе с зазором и измерения его с помощью датчика Холла (2).

Устройства, реализующие данный спо- 25 соб, обеспечивают малые потери мощности, но имеют нестабильные характеристики и обладают низкой помехозащищенностью, что снижает точность измерения и является их недостатком. 30

Цель изобретения — создание способа измерения больших токов, который реализуется в устройствах с высокой точностью измерения тока и с малым уровнем шумов и помех.

Это достигается тем, что рабочий магнитный поток вычитают и складывают с постоянным магнитным потоком смещения, полученные результирующие магнитные потоки используют соответственно для формирования двух последовательностей широтно-модулированных импульсов напряжения и для регулирования их коэффициентов широтной модуляции в противоположных направлениях, при этом определяют сигнал, пропорциональный скорости изменения рабочего магнитного потока, суммируют его с упомянутыми последовательностями импульсов напряжения, а результат фильтруют.

Изобретение поясняется чертежом, на котором показаны графики изменения во времени величин, с которыми производятся операции в соответствии со способом по изобретению.

На чертеже приняты следующие обозначения: i — измеряемый ток; Фр — рабочий магнитный поток; Ф, — постоянный магнитный поток смещения; U> — первая последовательность широтно-модулированных

811153

Формула изобретения импульсов; U2 — вторая последователь- Таким образом, напряжение (Л, получаность широтно-модулированных импульсов; емое от суммирования двух последовательУ вЂ” сумма двух последовательностей им- ностей импульсов U и U, содержит составпульсов; U4, — напряжение на выходе ляющую (среднее значение, которое покафильтра без учета производной измеряемо- 5 зано штриховой линией), которая пропорН /Фр циональна измеряемому току с учетом знаdi di — производные измека (направления тока i). ряемого тока и рабочего магнитного пото- График напряжения U4, показывает, кака соответственно; U»» — напряжение на ким было бы напряжение на выходе измевыходе измерителя тока; tp, t, t2, t3, t4 — 10 рителя тока, если бы не определялась профиксированные моменты времени. изводная тока i (потока Фр), а только осуДля пояснения изобретения принято, что ществлялась фильтрация напряжения U в интервале времени tp — t> измеряемый ток Видно, что в моменты изменения тока i наi и соответственно рабочий поток Фр рав- пряжение U4, по форме отличается от изны нулю. В интервале времени t — t2 из- 15 меряемого тока, т. е. фильтрация напряжемеряемый ток i и поток Фр нарастают до ния U приводит к запаздыванию в изменекоторых значений i и Фр, и остаются по- рении тока. стоянными по величине вплоть до момента Из чертежа видно, что в моменты измевремени (,. В интервале времени 4 — t4 из- d4)>( нения тока i величина (— 11 имеет меряемый ток изменяется от значения ii до 20 Н \,Н/ значения — i>, а поток Фр, соответственно значения, отличные от нуля. 1- апряжение, до значения — Фр, . / < э (сигРезультаты сложения и вычитания рабо- пРопоРционально пРоизводнои di чего потока Фр с постоянным по величине нал, пропорциональный скорости изменения потоком смещения Ф, показаны на следу- 25 рабочего потока), добавляется к сигналу ющем графике. В интервале tp — t сумма U, в результате чего на выходе фильтра (сплошная линия) и разность (штриховая формируется сигнал У„,,-. Этот сигнал при линия) потоков равна Ф,. Этому значению определенном выборе соотношений между потока соответствуют две последовательно- постоянной времени фильтра, выполняемости широтно-модулированных разнополяр- З0 го в виде апериодического звена, коэффиных импульсов напряжения U, и Uz. Эти циентом передачи сигнала скорости измепоследовательности характеризуются коэф- нения потока Фр и коэффициентом передафициентом широтной модуляции, определя- чи напряжения U в точности соответствуемым по формуле ет измеряемому току, т. е. путем использо . (2 ;;.5 вания сигнала, пропорционального скороТ сти изменения потока Фр (i) удается скомпенсировать запаздывание, вносимое фильгде Л11 — длительность импульса; тром, который необходим для выделения

At> — длительность паузы; среднего значения напряжения из импульТ вЂ” длительность (период) широтно- 40 сов U.. модулированных импульсов. При реализации способа желательно выбирать период T как можно меньше, чтобы

В интервале tp — t> коэффициенты ши- использовать фильтр с малой постоянной ротной модуляции К1 и К обеих последо- времени. В тех случаях, когда нельзя привательностей U и U равны нулю, так как 45 менить специальный генератор для образоAt) — — Л1, поэтому суммарное напряжение вания последовательностей U, и U с маЬ двух последовательностей равно нулю. лым Т, можно использовать промышленную

В интервале времени tz — t3 коэффициент сеть с частотой 50 Гц. В этом случае исмодуляции К1 первой последовательности пользуют RC-фильтр с постоянной времени формируется под действием потока Ф, + 50 не менее 50 10 с. Сигнал, пропорциональ+ Фр, при этом ширина положительного ный скорости изменения тока (рабочего поимпульса М1 возрастает. У последователь- тока), получают в виде напряжения на обности U коэффициент К в интервале мотке, располагаемой на магнитопроводе с

4 — 4 формируется под действием потока зазором, первичной обмоткой которого явФ, — Фр, ширина отрицательного импуль- 55 ляется шина, по которой протекает измеряса At> уменьшается. В результате сложения емый ток. импульсов обеих последовательностей в упомянутом интервале времени появляются импульсы напряжения U (среднее значение напряжения показано штриховой лини- 60 Способ измерения тока путем формироей). вания рабочего магнитного потока в магниАналогично описанному образуются им- топроводе с зазором, отличающийся пульсы напряжения U в интервале (4 — t, тем, что, с целью повышения точности изтолько в этом случае они оказываются иной мерения за счет уменьшения уровня собстполярности. 65 венных шумов и повышения помехозащи811153

Составитель Т. Веремейкина

Редактор Л. Лашкова

Техред Л. Куклина

Корректоры: В. Нам и 3. Тарасова

Заказ 636/2 Изд. Мз 275 Тираж 749 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2 щенности, рабочий магнитный поток вычитают и складывают с постоянным магнитным потоком смещения, полученные результирующие магнитные потоки используют соответственно для формирования двух поспедовательностей широтно-модулированных импульсов напряжения и для регулирования их коэффициентов широтной модуляции в противоположных направлениях, при этом определяют сигнал, пропорциональный скорости изменения рабочего магнитного потока, суммируют его с упомянутыми последовательностями импульсов напряжения, а результат фильтруют.

5 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 194162, кл. G 01R 19/00, 1965.

2. Патент ФРГ № 1941312, кл. 21С 59/36, 10 опубл. 1972.