Устройство для измерения постоян-ного toka
Иллюстрации
Реферат
О П И С А Н И Е () 834552
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советскнк
Социалистических
Рес уби (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 20 .01. 75 (21) 2098335/18-21 (5 3 ) N. Кд.
& 01 R 19/26
Н 03 К 13/20 с присоединением заявки М (23) Приоритет
Гесудвретеенний неиетет
СССР ее делам нзебретеннй н отнрмтнй
Опубликовано 30.05.81. Бюллетень РЙ 20
Дата опубликования описания 31.05.81 (5З) УДК 621.317..7(088.8) (72) Автор изобретения
С. А. Спектор (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для использования при преобразовании унифицированных токовых сигналов в цифровой код, Известно устройство для измерения постоянного тока, выполненное на основе эффекта ядерного магнитного резонанса (ЯМР) и содержащее,в частности, дифференциальный магнитопровод
10 с двумя измерительными обмотками,источник постоянного подмагничивающего поля установлен во внутренней полости магнитопровода, .два преобразователя магнитной индукции в частоту, датт5 чики которых размещены в зазорах магнитопровода между полюсными наконечниками, а измерительные блоки подключены к блоку вычитания частот, связанному с отсчетным блоком (1).
Недостаток известного устройства заключается в низкой чувствительности, обусловленной насыщением магнитопр овода.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для измерения постоянного тока, содержащее дифференциальный магнитопровод с двумя парами разделенных воздушными промежутками внешних и внутренних ветвей, две измерительные обмотки, источник постоянного подмагничивающего поля, установленный между внутренними ветвями магнитопровода перпендикулярно их продольным осям, два преобразователя магнитной индукции в частоту, датчики которых размещены в зазорах магнитопровода между полюсными наконечниками, а измерительные блоки подключены к блоку вычитания частот, связанному с отсчетным блоком 12 }
В известном устройстве измерительные обмотки, к которым подводится контролируемый ток, расположены на полюсных наконечниках и создаваемый током магнитный поток проходит через оба воздушных зазора магнитопровода.
834552
Поскольку магнитное сопротивление зазоров значительно больше сопротивления ферромагнитных участков, то даже при наличии расщепленного магнитопровода чувствительность устройства оказывается ограниченной. Уменьшение нижнего предела измерения по току в устройстве может быть достигнуто только за счет увеличения количества витков измерительных обмоток, 10 что связано с увеличением входного . сопротивления устройства и потребляемой от цепи контролируемого тока мощности
Цель изобретения — повышение чувст- 15 вительности подобного измерительного устройства.
Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для измерения по20 стоянного тока, содержащем дифференциальный магнитопровод с двумя парами разделенных воздушными промежутками внешних и внутренних ветвей, две измерительные обмотки, источник пос25 тоянного подмагничивающего поля, установленный между внутренними ветвя ми магнитопровода перпендикулярно их продольным осям, два преобразователя Магнитной индукции в частоту, 30 датчики которых размещены в зазорах магнитопровода между полюсными наконечниками, а измерительные блоки подключены к блоку вычитания частот, связанному с отсчетным блоком, изме- . 3
35 рительные обмотки нанесены на внешние ветви магнитопровода, а его внутренние ветви выполнены с площадью. попер ечно го с еч ения, в тр ое меньшей основания полюсных наконечников.
На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого устройства с Шобразным магнитопроводом; на фиг. 2— то же с броневым цилиндрическим маг ни топр ов одом .
В состав устройства входит источник 1 постоянного подмагничивающего поля, создающий поток Фо . В качестве источника 1 используется постоянный магнит или обмотка со стабильным
Постоянным током, намотанная на среднюю часть магнитопровода (фиг.If Последний выполнен расщепленным на внутренней ветви 2 и внешней ветви
3, каждая пара которых разделена воздушными промежутками 4. На внешние ветви 3 магнитопровода нанесены измерительные обмотки 5, через которые проходит контролируемый ток l.
В варианте конструкции устройства с броневым цилиндрическим магнитопроводом (фиг.2) источником 1 постоянного подмагничивающего поля является радиально намагниченный кольцевой постоянный магнит или обмотки со стабильнь1м постоянным током, на" мотанные на радиальные части магнитопровода. Внутренние и внешние ветви 2 и 3 выполнены в виде коаксиальных цилиндров, между которыми расположена общая измерительная обмотка 5..
Преобразователи магнитной индукции в частоту включают в себя датчики 6 ЯИР, размещенные в воздушных зазорах магнитопровода, и измерительные блоки 7, выходы которых подключены к блоку 8 вычитания частот. Разность частот регистрируется цифровым отсчетным блоком 9.
В процессе работы устройства потоки
Ф,, создаваемые током 1, замыкаются по соответствующей паре внутренних ,и внешних ветвей 2 и 3 (Лиг.1) магнитопр овода. Нетрудно убедиться, что в одних половинах внутренних ветвей 2 поток Ф1 складывается с подмагничивающим потоком Ф, а в других половинах — вычитается. Вследствие этого магнитное сопротивление одних половин ветвей 2 возрастает, а других половин — уменьшается. В результате, в одном воздушном зазоре магнитопровода имеет место уменьшение магнитной индукции, создаваемой источником 1 постоянного подмагничивающего поля, а в другом воздушном зазоре — ее увеличение ° . При соответствующем выборе материала магнитопровода и соотношения между его размерами разность магнитных индукций в воздушных зазорах и, следовательно, частота переменного тока на выходе блока 8 вычитания частот оказываются линейно зависящими от значения контролируемого тока 1.
Для получения максимальной чувствительности и малой погрешности от нелинейности отношение площади основания полюсных наконечников магнитопровода к поперечному сечению его внутренних ветвей, по которым проходят подмагничивающий поток Ф и поток Ф1от контролируемого тока 1, должно соответствовать трем.
Наряду с повышенной чувствительностью предлагаемое устройство характеризуется невысоким входным соФормула изобретения
ВНИИПИ Заказ 4095/68 Тираж 732
Подписное
Филиал ППП "Патент", r . Ужгород, ул. Проектная, 4
5 83455 противлением и незначительной потребляемой мощностью, а также имеет небольший вес и габариты .
Устройство для измерения постоянного тока, содержащее диффер енциаль- 10 ный магнитопровод с двумя парами разделенных воздушными промежутками внешних и внутренних ветвей, две измерительные обмотки, источник постоянного подмагничивающего поля, уста- д новленный между внутренними ветвями магнитопровода, перпендикулярно их продольным осям, два преобразователя магнитной индукции в частоту, датчи2 е ки которых размещены в зазорах магнитопровода между полюсными наконечни1 ками, а измерительные блоки подключены к блоку вычитания частот, связанному с отсчетным блоком, о т л ич ающ е е с я тем, что, с целью повышения чувствительности, в нем измерительные обмотки нанесены на внешние ветви магнитопровода, а его внутренние ветви выполнена с площадью поперечного сечения, втрое меньшей основания полюсных наконечников.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
I . .Авторское свидетельство СССР;—
У 154938, кл. 9 01 М 15/02, 19б2.
2. Авторское свидетельство СССР
В 411629, кл. Н 03 К 13/20, 1972.