Устройство для измерения тока

 

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для измерения токов высокой частоты. Цель изобретения - расширение частотного диапазона измерений и повышение точности измерений путем улучшения согласования работы устройства с линией в широком диапазоне частот. В корпусе 1 устройства размещена изоляционная втулка 3, в центральном отверстии которой помещен стержень 4, выполняющий роль первичной обмотки трансформатора. В средней части стержня имеется утолщенный участок 5 с выполненной в нем кольцевой проточкой 6. В кольцевом пазу 7 втулки 3 помещена вторичная обмотка 8 первого трансформатора, выводы 9 и 10 которой соединены с корпусом 1. Функции первичной обмотки второго трансформатора выполняет пара выводов 10, магнитно связанных с вторичной обмоткой 12. Благодаря кольцевой проточке 6 осуществляется согласование центрального проводника с экранирующей обмоткой первого трансформатора. При этом в линии не возникает скачков волнового сопротивления и соответственно отражений высокочастотного сигнала. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (11) (51) 4 Н 01 F 40/06

3."„.Е%113Ж

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

lб

1Ч

)—

Фиг.f

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР

1 (21) 4301531/24-07 (22) 01. 09. 87 (46) 07. 10. 89. Вюл. N- 37 (72) Ю. В. Комиссаров, О.Ф. Вечер и Г.А.Васильев (53) 621. 314. 224. 8(088. 8) (56) Шведов В.А.Высокочастотный трансформатор тока для широкополосных амперметров в диапазоне свыше 100 А.—

Измерительная техника, 1976, Ф 8, с. 69-72.

Шведов В.А.Высокочастотные амперметры с широкополосными трансформаторами тока для измерения в высоковольтных цепях. — Измерительная техника, 1986, )1 - 1. с. 21-22.

2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ.ИЗМЕРЕНИЯ ТОКА (57) Изобретение относится к электротехнике и предназначено для измерения токов высокой частоты. Цель изобретения — расширение частотного диапазона измерений и повышение точности измерений путем улучшения согласования работы устройства с линией в широком диапазоне частот. В корпусе

1 устройства размещена изоляционная втулка 3, в центральном отверстии которой помещен стержень 4, выполняющий роль первичной обмотки трансформатора. В средней части стержня имеется утолщенный участок 5 с выполненной в нем кольцевой проточкой

1513532

138 D

Z = — -18-, ь Я и

6. В кольцевом пазу ? втулки 3 помещена вторичная обмотка 8 первого трансформатора, выводы 9 и 1.0 которой соединены с корпусом 1. Функции

5 первичной обмотки второго трансформатора выполняет пара выводов l0 магнитно связанных с вторичной обмоткой 12. Благодаря кольцевой проточке

Изобретение относится к электрическим измерениям и может быть использовано для измерения токов высокой час- l5 тоты в широком диапазоне.

Цель изобретения — расширение частотного диапазона измерений и повышение точности измерений путем улучшения согласования работы устройства 20 с линией в широком диапазоне частот.

На фиг. 1 представлено устройство для измерения тока, разрез; на фиг.

2 — разрез А-А на фиг. 1.

Устройство для измерения тока со- 25 держит корпус 1 и крышку 2. В корпусе 1 размещена изоляционная втулка 3, в центральном отверстии которой помещен стержень 4, выполняющий роль первичной обмотки первого трансформа- 30 тора, в средней части которого имеется утолщенный участок 5 с выполнен- ной в нем кольцевой проточкой б, В кольцевом пазу 7 втулки 3 помещена вторичная обмотка 8 первого трансфор,35 матора, выводы 9 и 10 которой соединены с корпусом 1. Число витков вторичной обмотки 8 первого трансформатора выбирают из условия протекания по ней наведенного тока, не превы- g0 шающего 1 — 2 А, а также из условия оптимального расстояния между витками для обеспечения экранирующих свойств катушки. Укаэанная обмотка разбита на две секции с равным числом витков, причем направления намотки в секциях противоположны. Одна пара выводов 9 этих секций соединена с корпусом 1, тогда как другая пара выводов 10 объединена между собой.

В нижней части корпуса 1 и крышки

2 выполнены полости, образующие в собранном устройстве камеру 11, в которой размещена вторичная обмотка 12 второго трансформатора, функции пер55 вичной обмотки которого выполняет пара выводов 10, через проходное окно второго трансформатора соединяющаяся с корпусом 1.

6 осуществляется согласование центрального проводника с экранирующей обмоткой первого трансформатора. При этом в линии не возникает скачков волнового сопротивления и соответственно отражений высокочастотного сигнала. 2 ил.

Вторичная обмотка 12 второго трансформатора выполнена аналогично вторич- ной обмотке 8 первого трансформатора и ее обе пары выводов 13 подключены к преобразующему элементу выходного сигнала 14, На обоих концах стержня 4 выполнены гнезда 15 и 16 для подключения к измеряемой линии. На кольцевую проточку 6 надета кольцевая прокладка 17, состоящая из двух одинаковых частей для удобства установки ее на кольцевую проточку б.

Устройство для измерения тока работает. следующим образом.

По первичной обмотке 4, представ-ляющей собой центральную жилу коаксиальной линии, протекает ток, измеряемый устройством, который наводит ток во вторичной обмотке 8 первого трансформатора. Один из выводов 10 первого трансформатора пропущен через проходное окно второго трансформатора, и ток, протекающий по вторичной обмотке 8 первого трансформатора и вызывающий наведенный ток во вторичной обмотке 12 второго трансформатора, измеряется преобразующим элементом 14.

Устройство для измерения тока выполнено в виде отрезка коаксиальной линии. Расстояние от центральной жилы до экрана выдержано из условия согласования по формуле где Z волновое сопротивление линии, D — диаметр экрана; — диаметр центральной жилы;

E — диэлектрическая проницаемость °

Поскольку обе секции вторичной обмотки первого трансформатора замкнуты на корпус I становится возможным использовать ее экраннрующие свойства.

5 15

Вторичная обмотка выполняет функцию экрана и согласуется с центральной жилой по той же формуле, что приводит к тому, что вторичная обмотка не шунтирует нагрузку, в результате точность измерений повышается °

Для улучшения согласования в центральной жиле выполнена кольцевая проточка в плоскости тороидальной катушки. Оптимальные результаты достигаются при длине проточки, большей или равной высоте тороидального магнитопровода. В качестве материала для магнитопровода и заполнителя коаксиальной линии принят диэлектрик с небольшой диэлектрической проницаемостью (; = 2...3).

Кольцевая проточка, выполненная в утолщенной части центрального проводника, согласует его с экранирующей обмоткой первого трансформатора.

Остальная часть .утолщения согласована с внешним экраном, являющимся общим экраном устройства. Волновое сопротивление остается постоянным для всех ступенчатых изменений диаметра центрального проводника, в результате чего в линии не возникает скачков волнового сопротивления и отражений высокочастотного сигнала.

Формула изобретения

Устройство для измерения тока, содержащее преобразующий элемент вы13532 ходного сигнала, корпус, внутри которого расположены два каскадно соединенных трансформатора тока, каждый из которых выполнен на тороидальных

5 магнитопроводах с первичной и вторичной обмотками, причем первичная обмотка первого трансформатора тока выполнена в виде центрального стержня, а его вторичная обмотка выполнена в виде встречно включенных двух идентичных секций, одна пара выводов которых непосредственно соединена с корпусом, а другая диаметрально расположенная пара выводов соединена с корпусом через проходное окно второго трансформатора тока, образуя тем самым первичную обмотку второго трансформатора тока, вторичная обмотка которого расположена на магнитопроводе и подключена к преобразующему элементу выходного сигнала, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения частотного диапазона измерений и повышения точности измерений путем улучшения согласования работы устройства с линией в широком диапазоне частот, центральный стержень первичной обмотки первого трансформатора содержит утолщенный участок с согласующей кольцевой проточкой, причем указанный утолщенный участок расположен в плоскости тороидальной катушки вторичной обмотки первого трансформатора тока.