Устройство для бесконтактного измерения тока

 

Изобретение oniocmcn к элекфоичмн рительной технике и можем быть гсмользо вано для измерения уровня току в преобразователях аналоговых величин в дискретные . Цель изобретения повышение достоверности измерений Устройство содержит N преобразовательных ячеек 1. каждая из которых включает ферромагнитный сердечник 2 с размещенными на нем обмотками смещения 3, обмоткой подмагничивания 4 со средней точкой, токовой обмоткой 5 и выходной обмоткой 6, токоограничитель- Н1,й резистор 7, двухтактный модулятор 8. выпрямитель 9, пороговый элемент 10, а также задающий генератор 11 цифровой блок 12 обработки сигналов источник 13 опорного напряжения. Каждая преобрази Батальная ячейка 1 настраивается на свой уровень контролируемою юка величиной тока смещения, протекающего в обмотке 3 смещения, который зависит oi величины сопротивления токоограничителм-юго рези стора 7. С выхода блока 12 снимается цифровой код. соответствующий уровню контролируемого тока 3 ил (Si С

COIC<3 CO(1((C:VÈÕ

CО((ИАПИС I L1 IICVLIX

P FCf1ÓÜÏÈK (с(<с G 01 R 19/20

ГОСУДАРС1НЕ!

f1o изовРРтсl

ГIРИ ГКН! СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOIVlY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< (о, Qo ф, Н

C) (л) (21) 4715947/21 (22) 06.07.89 (46) 15.10,91, Бюл. М 38 (71) Завод-втуз Красноярского «плите н««. ского инсти гутэ (72) С.А.Вилевэльд, В.А.Заварзин, А.Н Лов чиков и Е.B.Ìåä»åä»f< (53) 62 1. 3 1 7,2 (088,8) (56) Авторское свидетельс<во ССГР

N.ã 534440, кл. G 01 R 19/00, 1976.

Авторское снидегельсгнп СССР

М 741172, кл. G 01 R 19/20, 980 (54) YCTPOVICTHO Д!1Л hk-ГKÎI I I /L K I I(1! О

ИЗМЕРЕНИЯ ТОКА (57) Изобретение ог(<оси<ся к влек<рой <и»рительной технике и можаT бы1ь испол э<<вано для измере><ия уров(<я токо в преобразователях а«злоговь<х величин в дискретные. Цель изобр»гения повышение

Изобретение ог«осится к элекгроизмерительной технике и преднззначе«о для измерения уровня 1окз в преобразователях аналоговь<х вели <ин в дискретнь<е.

Цель изобрегения - повышение достоверности измерений при медленном изменении контролируемого сигнала.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для бесконта<:гного измерения тока; на фиг. 2 — диаграмма работы, устройства; нэ фиг. 3 — диаграмма напряжений порогового элемента.

Устройство для бесконтактного измерения тока содер>кит N преобр;<зовательных ячеек 1, каждая из которых включает ферромагнитный сердечник с прямоугольной петлей гистерезисэ 2, с размещенными на нем

„, SU ÄÄ 1684703 А1 достоверности иэл<ерений 7cTpoL

5 «выходной обл<откой 6, токоогранич«тельный резистор 7, двухтактный модулчтор 8, выпрямитель 9, пороговыи элемент 10, а также задающий генератор 11. цифровой блок 12 обработки сигналов, игдочник 13 опорного напряжения, Каждая преобразп нательная ячейка 1 настрэивэе<ся на свой уровень контролируел<о(о гока величи«ой тока смеще;<ия, протекающего f< обмотке 3 сме<цения, ко<орый завигит оl величины со прот инл ения токоограничит ел ь ного резистора 7. С выхода блока 12 с««мается цифровой код, соответствую(ц(<г< ypont

5, выходной обмогкои 6, TQKoolраничительный резистор 7, двухтактныи модулятор 8, выпрямитель 9, порогпный элемент 10, общими для вгех преобразовательных яческ являются задающий генератор 11, цифровой блок обработки с»< налов 12, исто ник опорного напряжения 13.

Устройство работзе< следуюв(им образом, В исходном состоянии по обмотке смещения 3 через токогрэничительный резистор 7 от выхода источника опорного напряжения 13 про1екзет ТоК смеll,е(<ия, По обмотке подмагничинан«я со средней точкой 4 протекают разнополяр«ь е импульсы тока, подаваемые с выхода двухтзктного модулятора 8 с периодом, определ«емыл< частотой рабо<ы задающог0 ге<<ерагорз 11.

Рабочая точка сердечника B исходнс)м cocToянии (фи<, 2) находи<сл I< ио,ожении I. 5

1-!змзг<<ичивз<о<цзя с <»3 I II„

Н (, ) 1(,т Л6 (1) 10

1ср1 где I — контропир) емый ток;

HpqIj нзмз! ни <<<03>0<цая сила в рзбОче<1 точке, Wy — «LI, 15)

Iср1 д iи<13гнигI!0й1 с11/)0< ..!)i! )Iб!<<<1 ..l сердечиика, иреобразовз<сл<.t«?L< я«:-йг:! 1.

Результиру<ощ. я «ar<3гti««i!oat г щ; я сила Нрезуль! сердечника описывалTc;i следующим вырзже<<ием 20

Нреул>:!. — I «р; >: I I„-м ) 11п,tf,;;, (2) гДе Н рлг — IIL1чивак)Щзп clif>3 >! Рабочей точке;

Нсм — намзгничивающая сила )бмотки смещения; 25

I It)of<>t — намагничи вающая сила обмотKL1 Иод>ЛЗГНИЧИВЗНИЯ.

ДО Тох Г)ор, 00кз Hp;,и < Н< м Нгttif.огда 30

I I par< > Н< м — I I ttt-,ft t 1-1с1, (3) где Ht., -- коэрцети<)нач сила сердечника преобразовательной я <ейки 1, так как при IlppB<,i.èp сердечника l13 положения I ироходи) в IO«l ой ячейки 1 формируется серия импульсов, следующих с 10 чзсготой рзб:?гы эзда<ощего генератора 11, амплитуда импульсов на выходной обл<отке

6 растет от 0 (ф> г. 2, точка 1), достигает максимального значения (фиг. 2, точка II) и уменьшается

Точке t (фиг. 2) соответствует положение Нре»)<ьт. в то <ке ll (фиг. 2).

Двуполярные и>лпупьсы, снимаемые с выходной обмотки 6 преобразуются в однополярные вь<пря>ли)еле>л 9 и подаются на 50 вход порогового злеме> )3 10. На выходе порогового элемента 10 в r10r10I времени с1 — Tz (фиг. 3) б>де) напряжение логической единицы пi)и pit><0пне>tl111 следуIO<цего условия 55

UI(Uð .°,t / (% гДе Ut)<. ых нз t) (ct;l г прс го<<0<о элемента;

U1 — верхний иорог<истерезиса п рогоного эле«лента;

U7 — нижний иорог<исгереэисз порогоВО<О ЭЛЕМЕ IT3, 1!апряжение с выхода порогового эпе>ìt

Осталь<<ые npeufip33033reiл образом.

Каждая преобразовательная ячейка настраивается на свой уровень контролируемого тока величиной гока смещения, протекающего в обмотке смещения 3, который зависит от величины сопротивления TO-! 00! Я 7, Гаки>л образом > 3 I J входах цифрового блока обрзбо) ки с:и! нала 12 I?ygyT появляться и><пульctl напряжений с Bttõîflîn noporo«t,ix злемеи <03 10 .! иреобрззовательных ячеек 1 свйдетельсiву>ощlix î 10м, 4То ток

>l3хОд<1<сп в зо>Iе ср )Ьз<ывз

L1tl0L1 ЯЧЕЙКИ, С выхода цифрового блока обработки сигналов 12 снимается цифровой код, соответствующий уровню контролируемого гока.

Формула изобретения

Ус)ройство дл бссконтактного измерения ) с>ка, содерж.<щее сердечник из ферромагни >но! о мзт .;;Иала с прямоугольной петл и гистерезисз, на котором расположены токовая обмо<ка, обмотка смещения, выходная обмотка и обмотка под>лагничивания, первый вывод токовой обмотки соединен с первой клеммой для подключения к измеряемой цепи, а выводы остальных обмоток соединены с соответствующими входами <<з>лерительной ячейки, содержащей токоограничительный резистор и пороговый элемент, причем первый вывод обмотки смещения соединен с первым выводом токоогрзничительного резистора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с цель>о поль<и ения достоверности измерений и ри h<åäë0>t>tt)>л изменении входного сигнала, введены исто <0 до N, сердечники выполнены кольцевыми, токовые обмотки всех измерительных ячеек включены последовательно, а второй в ы вод токовой об л<о гк и N-й и э мер и тел ь ной ячейки соединен с второй клеммой для подключения к измеряемой цепи, обмотка подмагничивзния выполнена со средней точкой в каждую из измерительных ячеек введены двухконтактный модулятор и выпрямитель, причем первый и второй выходы двухтзктного модулятос)а соединены с выводами об16В4703 мотки подмагничивания. первый вывод выходной обмотки через выпрямитель соединен с входом порогового элемента, выход которого соединен с выходом измерительной ячейки, вход двухтактного модулятора и второй вывод токоограничительного резистора соединены с первым и вторым выводами измерительной ячейки, первые, вторые выводы всех измерительных ячеек соединены соответственно с выходом задающего генератора и с выходом источника опорного напряжения, выходы всех измерительных ячеек соединены с соответствующими входами цифрового блока обработки

5 сигналов, причем вторые выходы всех обмоток смещения, вторые выводы выходных обмоток и средние выводы обмоток подмагничивания соединены с общей шиной устройства.

1684703 !

1 !

6 1У

Uz

Составитель В.Степанкин

Редактор В.Сегляник Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор М.Демчик

Заказ 3504 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по иаобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Мы:ква, К-35, аушская наб., 4/5

Проиаводственно-изда1ельскии комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101