Устройство для измерения тока
Изобретение относится к электроизмерительной технике. Цель изобретения : повышение точности измерения. Устройство содержит проводник 2, являющийся шунтом, и проводник 3, образующие делитель тока, основной измерительный преобразователь 4 тока, дополнительный измерительный преобразователь 5 тока, сумматор 6 и нагрузку 7. Преобразователь 4 тока имеет первичную обмотку 12, образованную проводником 3, а преобразователь 5 тока - первичную обмотку 17, образованную проводником 2, и первичную обмотку 18, образованную проводником 3, включенную встречно по отношению к первичной обмотке 17. Введение преобразователя 5 тока, указанное соединение первичных обмоток 12, 17 и 18 преобразователей 4 и 5 тока, а также суммирование их выходных сигналов с помощью дополнительно введенного сумматора 6 обеспечивает повышение точности измерения за счет автоматической компенсации погрешностей, обусловленных непостоянством значения коэффициента деления делителя тока. Устройство позволяет с большей точностью по сравнению с прототипом осуществлять измерение больших токов в переходных режимах, а также в более широком частотном диапазоне и в большем диапазоне температур окружающей среды. 1 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИ
РЕСПУБЛИК уж (19) M + (Ill
F ЩЩь.",: . .
В. 19/00 H 01
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н A BTGPCHOMV. СВИДЕТЕПьсТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
1 (21) 4273380/24-21 (22) 21,05.87 (46) 30.09.89. Бюл, ¹ 36 (71) Институт электродинамики А11 УССР и Специальное конструкторско-технологическое бюро Института электродинамики АН УССР (72) Б,С. Стогний, В.А.Черненко, Г.М.Варский и А.ф.Беспалый (53) 621.317.7(088.8) (56) Патент CUA N- 2428613, 307-7, 1943.
Патент фРГ № 2802129, кл. И Ol F 40/Об, 1979, (54) УСТРОЙСТВО ЦЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТОКА (57) Изобретение относится к электроизмерительной технике. Цель изобретения — повышение точности измерения.
Устройство содержит проводник 2, являющийся шунтом, и проводник 3, образующие делитель тока, основной измерительный преобразователь 4 тока, дополнительный измерительный преобразователь 5 тока, сумматор б и наИзобретение относится к электроизмерительнои технике и может быть использовано для измерения больших переменных и(или) постоянных токов„
Цель изобретения — повышение точности измерения за счет обеспечения автоматической компенсации погрешностей, вносимых непостоянством коэффициента деления делителя тока, образованного шунтом и первичной обмоткой основного измерительного преобразователя тока. грузку 7, Преобр:-;зовзтель 4 -.îêà имееò -.первичную обм."тку 1.", образсванную проводником 3, а преобразователь
5 тока. — первичную обмотку 17, образованную проводником 2, и первичную обмотк- 18 образованную проводником 3 включенную встречно по отношению к первичной обмотке !7. Введение преобразователя 5 тока, указанное соединение первичных обмоток 1?.
1 / и 1 8 прео э B=-ова гелей 4 1 . . тока а также суммирование г-:, ;- вьгход;ьгх сигналов с помощью дополнительно введенного сумматора б обе=печивает повьшгение точности измерения за счет автоматической комле.".един погрешностей. обусловленньгх непостоянством значения коэффици .". †.та деления делителя тока.
Устройство позвсляет с больш и точностью по сравнению с прототипом осуществлять измере ие больших токов в переходньгх режимах, а также в более широком частотном диапазоне и в большем диапазоне те гператур окгужающей среды. I ил.
На чертеже приведена электрическая схема устройства., Устройство содержит входной зажим 1, к которому подключены одними выводами проводник 2 представляющий собой шунт, и проводник 3, о.новной измеритсльньг, греобразователь (101Т) 4 тока, дополнительньпг измерительный преобразователь (ИПТ) 5 тока, сумматор б,. нагрузку 7, подклктченную к выходу сумматора б, и входной зажим 8, 3 151 I
Основной ИПТ 4 сод-"ржит магг(. (топровод 8, на котором размещены сигнальная обмотка 9 и обмотка 10 обратной связи, и усилитель 11, вход котооого соединен с сигнальной обмоткой
9, а выход через обмотку 10 обратной связи связан с первым входом сумматора 6 Основной ИПТ 4 имеет также первичную обмотку 12, образов".Hêóþ проводником 3, Дополнительный ИПТ 5 содержит маг-. нитопровод 13, на котором размещены сигнальная обмотке 14 и обмотка 15 обватной связи, и усилитель 16, вход которого соединен с сигнальной обмоткой 14, а выход врез обмотку (5 обратной связи связан с вторым входом сумматора 6. Дополнительный ИПТ. 5 имеет также первую первичную обмотку 17, включенную последовательно с проводником 2 и образованную его частью, охватывающей магнитопровод 13, и вторую первичную обмотку 18, соединенную последовательно с первичной обмоткой 12 основной ИПТ 4.
Свободные выводы первичных обмоток
17 и 18 дополнительного ИПТ 5 соединень(с входным зажимом 8.
Проводник 2 9 Вклю»я я его ча ть являющуюся первой первичной обмоткой 17 дополнительного ИПТ 5, н проводник 3 посредством которогci вьполнены первичная обмотка 12 основного 101Т 4 и вторая первичная обмотка 18 дополнительного ИПТ 5, сонместно образуют соответственно первую и вторую ветви делителя тока, имеющих суммарные сопротивления г„ и г соответственно, На чертеже указанные сопротивления r, и г, услсвно показаны в виде резисторов 9 и 10, включенных последовательно в цепи проводников 2 и 3 соответственно.
Устройство работает следующим обp У тройство включают последовательно в цепь контролируемого тока I входны(п»: зажимами 1 и 8. Предварительно соотношение чисел витков первой 17 и второй 18 первичных обмоток дополнительного ИПТ 5 выбирают таким образом, чтобы выполнялось условие Кя. Т n (»o((» ФЬ Kf» пало ° где К,,К „- коэффициенты преобразования дополнительного ИПТ 5 по первому и второму входам, образованным первой 17 и второй 18 первичными обмотками соответственно; n. „- номинальное значение коэффициента деления делителя тока. Значение коэффициентов К,и К передачи сумматора 6 по первому и в второму входам выбирают из условия 694 (2) пном К» К6» z» Kcz > 15 где К4— коэффициент преобразования основного ИПТ 4. емьй ток I в делителе тока ется на два, один из котопротекает по проводнику 2, (! II — по проводнику Э, приИзмеря разветвля (рых — I1 20 а другой чем I If I,=(1-n)I u I =и I (3) (4) Учитывая условие (1) и равенства (3) получим 1 =Х,(1- )К, -пт,кю:=1=I,((1-п)ку-nK )=I "(1-n)K (-n — — --- К и (»ом ! 51 (5) и ((Ом При равенстве действительного коэффициента и деления делителя тока номинальному значению и„,„, ток Т на выходе ИПТ 5 равен нулю, Выходной ток 1,(,, всего устройства в этом случае равен При отклонении действительного коэффициента деления делителя от номинального значения и»».„ выходной ток устройства Т ы„ равен сумме сигналов, Г 25 где n-=- -- -- — действительное значег ir ние коэффициента деления делителя тока; r,r — сопротивление первой и второй ветви делителя тока соответственно, 30 (! Ток Т» no(тупает в первичную обмотку 12 ИПТ 4 и во вторую первичную обмотку 18 ИПТ 5, в первую первичную обмотку 17 которого поступает ток I,. Обмотки 17 и 18 ИПТ 5 включены встречно, поэтому выходной ток I ИПТ 5 пропорционален разности токов в этих обмотках 5 15116 поступающих с осНоВН010 ИПТ 4 H дополнительного ИПТ 5 g4 «11 ««(н :, -! (» .;-(«rri5 пном и Г пнов« х — — — ° I =I п.K.K +К .-< пном пном 1(Q 1 с 1 вь(3(К= — -- =и ° К К II ном 4 61 (= 2 3С / « ВЬ!1(6(4 62 5 61 4 (5 62. где Е =и К 1 — ток на выходе ИПТ 4, При выполнении условия (2) III((p (51 К61 1 l и нвм К4 К 61 Таким образом коэффициент К преобразования устройства з елам ранен и не зависит От значения действительного коэффициента и деления делителя тока. Это значительно уменьшает 110-грешность измерения, так как отклонение действительного коэффициента и деления делителя тока от номиналь— ного значения и„ из-за неточности изготовления и изменения темтературы проводников 2 и 3, образующих делитель тока, изменения Величины или частоты измеряемого тока, не приводит к изменению коэффициента К пре. образования устройства, а погрешности, вносимые ИПТ 4, ИПТ 5 и сумматором 6, значительно меньше погрешности, вносимой делителем тока. ИПТ 5, осуществляющий коррекцию выходного тока в зависимости от действительного значения коэффициента и деления делителя, работает при малых значениях суммарной магнитсдвижущей силы, так как магнитные потоки, создаваемые токами в обмотках 17 и 18, приблизительна одинаковы и взаимно вычитаются. Это позволяет уменьшить сечение магнитоправсда 13 и использовать маломощный усилитель 16, Сумматор 6 может быть выполнен в виде трансформатора тока с обратной связью или по любой другой схеме, на40 A 50 с при1.;ер па схе; (е сpмья«р „ющегО $ ÃHõIH те чя В ВИДF т«3 аДНЦ«идн«1«1 ъ ЗЛ(Е «С, L:.(. » . Ь(:. трансформаторов тока, если иэмеряемь1й та,;;„= .;,— (.3,"ж1.т:;ep«-:îäè÷åñêîé 33 с(ас «,-.:-1-:-:;" ß C «Та I«V БЮ-««И;; - 1".-,Внсфа«3меряе ыХ. так пастаяннь?й- Б Биде тра1»?сфсрматсвсв тока с аа-:,.а- наГ-.. сь:. ЗЬ«3 ; МаГ1="1«ТНО«О МОД«,"Л«ЯTOБ= -..1ЛИ транс.". 30-::?1атарав тока с Обратной свя.ЗЬЮ И Галь. = ; БаиаГНИТНОГО ЦБТЧИКа : Бг ЧИТНО Га 1«(«Т " - П" .И ИЗ МЕ ЗЕИ«1Ь ГЕРЕ b1Fнных тОКОD .= лирокс" : час ОТИOм д1« апаэсне при наличии IIooтаянных со с" тавляющих. Гредлага::ма: устрс;Йc..г"во позволяет с бал=шей (10 сравнен1«ю с пратс .пом точность?о 3«з.;епять большие така Б. Ге"" pEõ0äI!EIõ ре.((11!àõ, E бал-.-.c п3ирак(3. диапазоне --.:":ñò и бсльшг= .; диапаз.«н(-.. температур акру«жаюшей среды, ФopMулаиз обретения Ус j ройствс,для измерения така содержащее Входные за3(и-ы,. а навнай измерительный преобразователь гак:.„ I!IyHg и наг1-,уз1«-"(-,„причем первый Бь(Б«3г Бунт « ":-; 1«ерпь(Й Бывад IIBpBHЧ.«ай 06 0»1 ОБ;-. <1-Q И-«МЕО"«ТЕЛЬНОГО IIPg> .«-. ра«зава.теля тс.=.:а 13ад1 .л«ючены к -,"»«3Б01 .у BX0:(H0 « E W" H (У, 0 t Ji II «I & ?О j ("е с я тем, чта. с целью повьыения т»3""?на(ти «3 ь е(«е?11«я д Опслни тельна Введены су1«ма «(3p. н папа "(ни 1 е«1ьный ез"" »f & p H «å iI E H;-. 1«1, . р =: с б «3 а з О В а т е (т ь: о;4 é,чем первые в14Боды первой и Второй пе;— Бнч "ь13 Обмат ".» дспОлнительнОгО измерительного преобразователя тсэв падключень(соответственно к второ:«-; Бывш. ду 1(Бунта и Второму Выводу первичной обмотки ООНОЕНОЕ0 измерительного преобразователя т«3ка, Бт»33361е Выводы перБОЙ H БтОрОН первичных Об матОе ji»3i 0(I" ннтельнага измерительного пре(«бразсва-теля тока присоединены к второму т.:х -.днО му 3 ажи14у, а Быхсд1«1 О снО Вна Г 0 и дс палннтельнага измерительных преобразователей така соединены соответственна с первым н вторым входами сумматора, к выходу которого подключена нагрузка. 1511694 Составитель С.Вейский Редактор А.Долинич Техред М. идык Корректор Н.Король Заказ 5899/49 Тираж 714 Подписное ВНИКЛИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113Î35, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 191
