Устройство для бесконтактного измерения постоянных токов

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ БЕСКОНТАКТНОГО ИЗМЕРЕНИЯ ПОСТОЯННЫХ ТОКОВ, содержащее преобразователь тока в магнитную индукцию, выполненный с использованием магнитного концентратора с зазором и источника постоянного магнитного поля, последовательно включенные датчик и измерительный орган ядерного магнитного резонанса, с выходом которого соединен вход частотомера, отличающеес я тем, что, с целью повышения точности измерения, магнитный концентратор выполнен в виде двух жестко зафиксированных плоскопараллельных пластин из магнитомягкого материала, причем источник постоянного магнитного поля и датчик ядерного магнитного резонанса размещены между упо-, { мянутыми пластинами. (Л Фиг.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

g(5g С 01 R 19 25!

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ в ; g;-:gsr ю

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ XOы. 1.

Фсм 7

ГОСУДЮ СТВЕННЫй КОМИТЕТ СССР пО делАМ изОБРетений и ОтнРытий (21 ) 3530771/18-21 (22 ) 12.11.82 (46) 30.04.84 Вюл. 9 16 (72) A.È.Æåðíîâîé и Н.М.Мельников (71) Ленинградский ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени технологический институт им,Ленсовета (53) 621.317.7(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 377696, кл. G 01 R 19/00, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР:

411629, кл. Н 03 К 13/20 1972 . (прототип). (54)(57) УСТРОИСТВО ДЛЯ SECKOHTAKTНОГО ИЗМЕРЕНИЯ ПОСТОЯННЫХ ТОКОВ, со„„80„„А держащее преобразователь тока в магнитную индукцию, выполненный с использованием магнитного концентратора с зазором и источника постоянного магнитного поля, последовательно включенные датчик и измерительный орган ядерного магнитного резонанса, с выходом которого соединен вход частотомера, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, магнитный концентратор выполнен в виде двух жестко зафиксированных плоскопараллельных пластин из магнитомягкого материала, причем источник постоянного магнитного поля и датчик ядерного магнитного резонанса размещены между упо-, @ .Ф и.мянутыми пластинами.

1089523

Изобретение относится к электроиэмерительной технике и предназначено для использования в электрических установках как низкого, так и высокого напряжения.

Известно устройство для бескон-. тактного измерения постоянных токов, содержащее магнитный концентратор с зазором, в котором размещен датчик

ЭДС Холла, цилиндрический замкнутый магнитопровод, установленный между 10 токонесущим проводником и магнитным. концентратором, блок регистрации, вход которого подключен к выходу датчика ЭДС Хояла (1l .

Недостаток известного устройства 15. заключается в низкой Точности измерения, обусловленной, в основном, 4О

45 ярко выраженной зависимостью ЭДС Холла от температуры.

Наиболее близким к предлагаемому зП является устройство для бесконтактного измерения постоянных токов, содержащее преобразователь тока в магнитную индукцию, выполненный с использованием магнитного концентратора в .виде Ш-образного магнитопровода, в зазоре которого размещен датчик ядерного магнитного резонанса, а в месте расположения среднего сердечника — источник постоянного магнитного поля, и измерительный орган ядерного магнитного резонанса, вход которого соединен с выходом датчика,, а выход — с входом частотомера (2) .

Недостаток укаэанного устройства ,заключается в невысокой точности из- З5 мерения. При этом основным фактором, вызывающим погрешности, является фактор, связанный с неоднородностью поля, создаваемого в зазоре магнитного концентратора источника постоянного магнитного поля.

Цель изобретения — повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для бесконтактного измерения*постоянных токов, содержащем преобразователь тока В магнитную индукцию, выполненный с использованием магнитного концентратора с зазором и источника постоянного магнитно-5О го поля, последовательно включенные датчик и измерительный орган ядерного магнитного резонанса, с выходом которого соединен вход частотомера, магнитный концентратор выполнен в виде двух жестко зафиксированных плоскопараллельных пластин из магнитомягкого материала,. причем источник постоянного магнитного поля и датчик ядерного магнитного резонанса размещены между упомянутыми пластинами. е0

На фиг. 1 представлена функциональная схема предлагаемого устройства для бесконтактного измерения постоянных токов; на фиг. 2 — его примерная проходная характеристика. 65

Устройство содержит преобразователь тока в магнитную индукцию с разъемным замкнутым магнитопроводом

1 (фиг. 1) из магнитомягкого материала в форме цилиндра, расположенным. вокруг токонесущего проводника 2, магнитным концентратором, выполненным в виде плоскопараллельных плас- тин 3 и 4 также из магнитомягкого материала, и источником постоянного магнитного поля — постоянным магнитом 5, размещенным между пластинами

3 и 4 вместе с датчиком 6 ядерного магнитного резонанса. Последний представляет собой ядросодержащий образец-ампулу, заполненную соответствующим веществом (при использовании ядер водорода - дисцилированной водой). Жесткая фиксация пластин 3 и 4 магнитного концентратора относительно магнитопровода 1 осуществлена с помощью фиксатора 7 иэ электроизоляционного материала. В состав устройства входят, кроме того, измерительный орган 8 ядерного магнитного резонанса, вход которого соединен с выходом датчика 6 (датчик 6 охвачен об-. моткой, питаемой от входящего в орган

8 высокочастотного„генератора), и цифровой частотомер 9, вход которого подключен к выходу измерительного органа 8. В качестве вспомогательного приспособления в устройстве предусмотрен осциллографический индикатор 10,также включенный на выходе .измерительного органа 8.

Устройство работает следующим о6разом.

При прохождении измеряемого постоянного тока I по проводнику 2 вокруг него создается магнитное поле с соответствующей этому току индукцией, которая в области между плоскопараллельными пластинами 3 и 4, где размещен датчик 6 ядерного магнитного резонанса, суммируется с индукцией поля постоянного McLFHHTct 5. Частота прецесси атомных ядер определяется ,выражением где †.гидромагнитное отношение используемых атомных ядер (для протонов ) =2,67513<

10 С- т- );

 — суммарная индукция поля, создаваемого постоянным магнитом 5 и измеряемого постоянным током I в области между плоскопараллельными пластинами 3 и 4.

Сигнал с выхода датчика 6 подается на вход измерительного органа 8 (ядерного магнитного резонанса.), где преобразуется в электрический сигнал, несущий информацию о частоте прецессии атомных ядер, и усиливается.

1089523

2 3 4 5 6 7 8

Фиг 2

Составитель Л.Морозов

Редактор Н.Безродная Техред Л.Минаев Корректор А.Зимокосов.

Заказ 2928/43 Тираж 711 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðoä, ул.Проектная, 4 цифровой частотомер 9 показывает частоту l прецессии ядер. его показания являются пропорциональными суммарной магнитной индукции, т.е. индукции поля постоянного магнита 5 и поля, создаваемого измеряемым током I. (При 5 отсутствий тока I частота определяется только индукцией поля магнита

5 и соответствует Я.

Применение в предлагаемом устрой- 10 стве замкнутого магнитопровода 1 позволяет снизить погрешности, возникающие при смещении токонесущего проводника 2 относительно магнитного концентратора. Выполнение конструк- 15 ции магнитопровода 1 разъемной и рас положение его с помощью фиксатора 7 на строго выверенном расстоянии от датчика 6 дают возможность производить измерения беэ разрыва электрической цепи и отключения источника измеряемого тока. Реализация магнитного концентратора в виде плоскопараллельных пластин 3 и 4 обеспечивает однородность поля, создаваемого постоянным магнитом 5, и, как следствие, положительно сказывается на точности измерения. Проходная характеристика устройства, т.е. зависимость

f(I), приобретает практически линейный характер (фиг. 2).