Индукционный датчик тока

 

Использование: измерение импульсных токов до сотен килоампер. Сущность изобретения: индукционный датчик тока содержит тороидальную катушку с компенсационной петлей, последовательно с которыми включены два градиентометрических витка, которые выполнены проводом синусоидальной конфигурации, плоскости которых .перпендикулярны между собой, что позволяет производить коррекцию полей помехи различной ориентации на датчик, а, также значительно повысить помехоустойчивость датчика к внешним полям. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУВЛИК (5ц5 G 01 R 19/04

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4903615/21 (22) 18.01.91 (46) 07.03.93. Бюл. йв 9 (71) Научно-исслеДоВ8тельСкий институт злектрофиэической аппаратуры ми.Д.B. Ефремова (72) Б.А.Алексеев, А.А.васильев, В.Н.Дорошенко и В,Н.Попов (56) Шваб А. Измерение на высоком напряжении. Пер. с нем. M,: Энергия, 1973.

Панин П.В., Степанов БМ. Измерение импульсных магнитных и электрических полей. М.: Энергоатомиздат, 1987, с. 68.

Изобретение относится к измерительной технике, а более конкретно к измерительным преобразователям импульсных токов до сотен килоампер в системах питания злектрофизических установок, Цель изобретения — повышение помехоустойчивости индукционного датчика тока.

Цель достигается тем, что в индукционном датчике тока, содержащем тороидальную катушку, соединенную последовательно по току и встречно по аксиальному полю с компенсационной петлей, также последовательно по току подсоединены два градиентометрических витка, плоскости которых параллельны плоскости тороида, и оба витка выполнены проводниками синусоидальной конфигурации, при- . чем плоскость синусоиды одного витка лежит.в плоскости этого витка, а другого — на цилиндрической поверхности, перпендикулярной плоскости тороида, причем суммарная площадь контуров, образованных... Ж,, 1800374 А1

2 (54) ИНДУКЦИОННЫЙ ДАТЧИК ТОЫ (57) Использование: измерение импульсных токов до сотен килоампер. Сущность изобретения: индукционный датчик тока содержит тороидальную катушку с компенсационной петлей, последовательно с которыми включены два градиентометрических витка, которые выполнены проводом синусоидальной конфигурации, плоскости которых .перпендикулярны между собой, что позволяет производить коррекцию полей помехи различной ориентации на датчик, а, также значительно повысить помехоустойчивость датчика к внешним полям. 1 ил. обмоткой катушки, компенсационной петлей и градиентометрическими витками, включенных с полем помехи согласно, вы- в полняется равной суммарной площади кон- фр туров, включенных встречно посредством коррекции амплитуды и периода синусоиды градиентометрических витков.

При калибровке датчика вводится помеха от источника помехи. Локальная коррекция конфигурации градиентометрических . 4Ъь витков, производимая по всей длине каждого витка, эа счет изменения периода и амплитуды синусоиды описываемой про- в водником приводит к равенству площадей двух включенных встречно по полю интегральных контуров, образованных катушкой, петлей и витками.,Таким образом, введение градиентометрических витков синусоидальной конфигурации позволяет повысить помехоустойчивость индукционного датчика тока.

1800374

На чертеже изображен индукционный датчик тока.

Датчик содержит тороидальную катушку 1, компенсационную петлю 2 и градиентометрические витки 3 и 4, включенные последовательно по току. Катушка 1 и петля

2 подключены к измеряемому полю согласно, а витки 3 и 4 — встречно.

При изменении измеряемого тока в плоскости витков катушки 1 наводится переменное магнитное поле, которое создает ток, являющийся мерой измеряемого тока.

Часть составляющей поля помехи, параллельной оси тороида, компенсируется за счет встречного включения контуров, образованных катушкой 1, петлей 2 и витками 3 и 4. Полной компенсации ЭДС помехи не происходит из -за неидеальности конструкции. Полная компенсация достигается в процессе калибровки датчика, для чего вит- 20 ки 3 и 4 выполнены проводником синусоидальной формы и имеют возможность смещения в ту или иную сторону. Синусоида витка 3 лежит в плоскости этого витка. Синусоида витка 4 лежит на поверхности цилиндра, соосного с тороидом. Сумма площадей проекций на плоскость тороида катушки 1 и петли 2, подключенных к осево- му полю согласно, подбирается равной сумме площадей проекции витков 3 и 4, включенных к этому полю встречно. Для этого размеры катушки, петли и витка 4 фиксируются в горизонтальных плоскостях, а площадь витка 3 в этой плоскости изменяется смещением проводника, образующего 35 виток. Смещение проводника производится дискретно при калибровке, Чем меньше период и больше амплитуда синусоиды, тем меньшее изменение площади витка на локальных участках может быть получено и 40 тем точнее полная компенсация в контуре.

Синусоида витка 4 позволяет аналогично изменять площадь проекции этого витка на плоскость, перпендикулярную горизонталь ной составляющей поля помехи, таким об- 45 разом, чтобы площади проекций на эту плоскость контуров, образованных всеми элементами и включенных согласно, были равны включенным встречно, Таким образом, за счет искусственного изменения по- 50 ложения витков, достигаемого при калибровке, получаются дополнительные паразитные ЭДС, которые при суммировании с имеющимися дают баланс всех паразитных ЭДС. Использование синусоидальной формы проводника увеличивает его реальную длину, что позволяет варьировать эффективную площадь витка смещением его участков в нужную сторону с минимальной дискретностью, При этом смещение проводника на соседних участках мало по сравнению, например, с витком из прямого провода. Чем меньше период синусоиды и больше амплитуда, тем точнее и проще производится регулировка.

Повышение помехоустойчивости позволяет снизить не менее чем в пять раз по-. грешность измерений датчика по сравнению с прототипом, обусловленную внешними шумовыми полями, а также уменьшить весогабаритные характеристики как самого датчика за счет облегчения магнитных экранов, так и отдельных устройств систем питания за счет более плотной их компоновки при сохранении их технических характеристик, Формула изобретения

Индукционный датчик тока, содержащий тороидальную катушку и компенсационную петлю, которые соединены последовательно по току и встречно по аксиальномуполю,отл ича ющийся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, последовательно с катушкой и компенсирующей петлей включены два градивнтометрических витка, плоскости которых параллельны плоскоСтям тороида, причем каждый градиентометрический виток выполнен синусоидальной конфигурации, а плоскость одного витка лежит в плоскости тороида, плоскость второго витка лежит на цилиндрической поверхности, перпендикулярной плоскости тороида, при этом суммарная площадь контуров, образованных обмоткой катушки, компенсирующей петлей и градиентометрическими витками, включенных с полем помехи согласно, выполнена равной суммарной площади контуров, включенных встречно посредством коррекции амплитуды и периода синусоиды градиентометрических витков.

1800374

Составитель Б.Смирнов

Техред М. Моргентал Корректор Л,Филь

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул, Гагарина, 101

Заказ 1161 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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