Бесконтактный датчик тока

 

Изобретение может быть использовано для измерения постоянного, переменного и импульсного токов в -сильноточных цепях. Бесконтактный датчик тока содержит герметичный вакуумированный кольцевой баллон , внутри которого расположены плоский кольцевой оксидный катод (ПКОК) 2, оксидное покрытие которого выполнено в виде радиальных полос (РП) 3, равномерно распатоженных, с радиальным размером, превышающим их ширину, аноды 4-7, соединенные попарно с помощью керамических стоек 8, 9, растяжки 10, 11, жестко фикси- ПКОК 2 относительно анодов 4-7, сетку в виде металлических стержней 13, 14 П-образной формы, минимальное расстояние между которыми равно ширине РП 3, а максимальное не должно превышать их шаг, при этом количество РП 3 равно 3-п, п выбирается из условия обеспечения минимально возможного расстояния между РП 3, при котором между ними можно разместить металлические стержни ь сетке с требуемой формоустойчивостью. Бесконтактный датчик тока имеет повышенную стабильность параметров . 4 ил. I (Я с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1386919

15ц 4 01 R 19/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

; /

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 746301 (21) 4079620/24-21 (22) 23.06.86 (46) 07.04.88. Бюл. № 13 (72) А. П. Калмыков (53) 621.317.7 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 746301, кл. G 01 R 19/00, 05.04.77. (54) БЕСКОНТАКТНЫЙ ДАТЧИК ТОКА (57) Изобретение может быть использовано для измерения постоянного, переменного и импульсного токов в <ильноточных цепях.

Бесконтактный датчик тока содержит герметичный вакуумированный кольцевой баллон, внутри которого расположены плоский кольцевой оксидный катод (ПКОК) 2, оксидное покрытие которого выполнено в виде радиальных полос (РП) 3, равномерно расположенных, с радиальным размером, превышающим их ширину, аноды 4 — 7, соединенные попарно с помощью керамических стоек 8, 9, растяжки !О, 11, жестко фиксирующие ПКОК 2 относительно анодов 4 — 7, сетку в виде металлических стержней 13, l4 П-образной формы, минимальное расстояние между которыми равно ширине РЛ 3, а максимальное не должно превышать их шаг, при этом количество РП 3 равно 3 — п, п выбирается из условия обеспечения минимально возможного расстояния между РП 3, при котором между ними можно разместить металлические стержни ь с.тке с требуемой форм оустойчи востью. Бес конта ктный датчик тока имеет повышенную стабильность параметров. 4 ил.

1386919

10

Изобретение относится к области электрических измерений, может быть использо вано для измерения постоянного, переменного и импульсного токов в сильноточных це пях и является усовершенствованием изобретения по авт. св. № 746301.

Цель изобретения — расширение области использования датчика тока за счет увеличения диапазона измеряемых токов и увеличение стабильности параметров.

На фиг. 1 изображен датчик; на фиг. 2— вид А на фиг. 1; на фиг. 3 и 4 — катодно сеточный узел в двух проекциях.

Бесконтактный датчик тока содержит герметичный вакуумированный кольцевой балI лон 1, внутри которого расположены плос кий кольцевой оксидный катод 2, оксидное покрытие которого выполнено в виде ра диальных полос 3, и, например, четыре ано( да 4 — 7, последние соединены попарно с по мощью керамических стоек 8 и 9, при этом через керамические стойки пропущены растяжки 10 и 11, жестко фиксирующие катод 2 относительно анодов 4 — 7, причем пары верхних и нижних анодов 4 — 7 соединены кера, мическими пластинами 12, последние имеют металлические лепестки, с помощью которых собранный аноднокатодносеточный узел фиксируется внутри кольцевого баллона 1. Сетка выполнена в виде металлических стержней 13 и 14 П-образной формы, соединенных основаниями соответственно с внутренним и внешним фланцами катода 2. Верхнее наружное и нижнее внутреннее кольца, а также соответственно нижнее наружное и верхнее внутреннее кольца анодов 4 — 7 могут быть соединены перемычками 15.

Бесконтактный датчик тока работает следующим образом.

Для измерения тока шина. измеряемой цепи пропускается в отверстие датчика. Электронный поток, эмиттируемый радиальными полосами 3, регулируется по величине в сторону уменьшения и фокусируется стержнями 13 и 14 сетки. Сфокусированный в радиальном направлении электронный поток под воздействием анодного напряжения направляется на аноды 4 — 7, на которых при отсутствии тока в шине измеряемой цепи распределяется равномерно. При протекании по шине измеряемого тока магнитное поле последнего приводит к перераспределению электронного потока между анодами 4 — 7, разностный анодный ток которых пропорционален измеряемому току.

Простейшим конструктивным решением датчика, дополнительно содержащего сетку, является конструктивное соединение сетки с катодом 2 в катодном узле, при этом осуществленное, по крайней мере, на порядок увеличение предельного измеряемого тока, достигается уменьшением катодного тока за счет экранирующего влияния сетки, а следо15

55 вательно, существенным повышением анодного напряжения. Такое конструктивное соединение сетки с катодом 2, исполняемое в виде единого узла, позволяет не использовать дополнительных крепежных и изолирующих элементов, а также источника сеточного питания, применение которых снижает стабильность параметров датчика.

Максимальное уменьшение анодных токов за счет введения в конструкцию датчика сетки, соединенной с катодом 2, даже при существенно увеличенном анодном напряжении достигается за счет уменьшения суммарной эмиттирующей поверхности путем выполнения оксидного покрытия в форме равномерно расположенных по кольцевым поверхностям катода полос 3. Так как принцип действия датчика основан на радиальном отклонении электронного потока магнитным полем, полосы 3 оксидного покрытия должны размещаться радиально.

Для эффективного уменьшения тока катода 2 за счет экранирующего действия сетки необходимо, чтобы радиальный размер полос 3 оксидного покрытия превышал их ширину одновременно с этим достигается стабильный токоотбор с поверхности оксидных полос 3. Для исключения искажений показаний и повышения стабильности параметров датчика сетка должна быть выполнена в виде радиально расположенных стержней

13 и 14, установленных с обеих сторон оксидного покрытия 3, что необходимо для того, чтобы электронный поток, не искажаясь в радиальном направлении, отклонялся под воздействием магнитного поля также радиально.

Минимальное расстояние между стержнями 13 и 14, равное ширине оксидного покрытия, обеспечивает минимально необходимый токоотбор с одной полосы 3 оксидного покрытия, такой, чтобы суммарный ток всех полос обеспечивал стабильный режим измерений тока. Максимальное расстояние между стержнями сетки не должно превышать шага полос 3 оксидного покрытия, так как при этом стержень 13 (14) сетки находится в середине промежутка между сетками. Такое конструктивное расположение сетки позволяет регулировать в которых пределах величину тока анода для получения стабильных параметров датчика за счет улучшения соотношения между анодным напряжением, током анода и выходными параметрами.

Для исключения влияния внешних магнитных полей на показания датчика минимальное количество равномерно расположенных по окружности катода 2 полос 3 оксидного покрытия равно трем, а максимальное количество полос 3, которым определяется суммарный анодный ток, необходимый для обеспечения стабильных параметров датчи1386919

Формула изобретения

Фиг.1 ка, определяется минимальным расстоянием между полосами (порядка 0,1 мм), при котором между полосами 3 еще можно разместить стержень 13 (14) сетки с требуемой формоустойчивостью, что необходимо для стабильности параметров датчика.

Бесконтактный датчик тока по авт. св. № 746301, отличающийся тем, что, с целью расширения области использования и повышения стабильности параметров, оксидное покрытие катода выполнено в виде равномерно расположенных по кольцевым поверхностям катода радиальных полос с радиальным размером, превышающим их ширину, и введена сетка, выполненная в виде ра диально расположенных стержней, установленных с обеих сторон оксидного покрытия, при этом концы стержней прикреплены со5 ответственно к внутреннему и внешнему фланцам катода, минимальное расстояние между стержнями равно ширине полос ок"идного покрытия, а максимальное це должно превышать шага полос оксидного покрытия, при этом минимальное количество полос оксидного покрытия равно трем, а максимальное выбираается из условия обеспечения минимально возможного расстояния между полосами оксидного покрытия, при котором между ними можно разместить стержни сетки с требуемой формоустойчивостью.

1386919

Составитель В. Полешенко

Редактор В. Данко Техред И. Верес Корректор И. Эрдейи

Заказ 1220i44 Тираж 772 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4