Бесконтактный датчик тока

 

Применение: бесконтактное измерение силы тока приводах. Суть изобретения: бесконтактный датчик тока состоит из замк-. нутого магиитопроаода (М), охватывающего проводим с током, магиитолровод выполнен тоикоплеиочиым и материала с низкой коэрцитивной силой, чувствительный к магнитному поле алемеит выполнен на пленарном эффекте Холла и составляет единое целое с магиитопроаодом.м имеет две пары контактных площадок. Ток, протекающий по проводнику, вызывает в окружающем его М меняющийся магнитный поток, который фиксируется датчиком Холла. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sI)s G 01 R 33/06, 19/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4878592/21 (22) 29.10,90 (46) 30.06.93. Бюл. N. 24, (71) Белорусский .государственный университет им. В.И.Ленина (72) Л.А.Андрало, И.B.Bàñèëüål. В.И.Прокошин и В.А.Ярмолович (56) Яковлев Н.И. Бвсконтактныв электроизмеритвльныв приборы для диагностирования электронной аппаратуры. Л., Энергоатомиздат, Ленинградское отделение. 1990. с.256, (54) БЕСКОНТАКТНЫЙ ДАТЧИК TOKA

Изобрвтэние относится к приборостроению. автоматизации производства, может использоватьсядля бвскомтактногоизмерения силы тока в приводах и именах.

Цель изобрвтвйия — расширение диапазона измерения в сторону слабых токов с произвольной зависимостью от времени.

Цепь достигается тем, что в бескомтактном датчике тока магнитопровод выполнен тонкопленочным иэ материала с низкой коэрцитивной силой (например. пермаллоя), причем часть магнитопровода одноврвмвнно является планарным элементом Холла и содержит две контактные площадки для присоединения питающих проводов и две контактные площадки для присоединения сигнальных проводов.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, чтоеаявляемый бесконтактный датчик тока отличается, во-первых. тем, что его магниуопровод выполнен тонко пленочным из материала с низкой коэрцитивной силой (например. пермаллоя), „„5Q„„1824603 А1 (57) Применение: бесконтэктное измерение силы тока ° приводах. Суть изобретения: бесконтактный датчик тока состоит из замк-. нутого магнитопроеодэ (м), охватывающего

ПРОВЩф4МК С TONOM, МЭГММТОПРОЕОД ВЫПОЛ

HdN ТОМКОПЛЕМОЧМЫМ МЗ МЭТЕРЭФВЛЭ С НИЗКОЙ козрцитивмой cNaoA, чувствительный к магнитному llollo ээемемт wllohlI»ll ма плэнэрмом эффекте xcNNw le состэеля»т цфбмов н \ комтактмых площадок. Тоа, протекэющмй по проещрепу, вывввэет в окруиэкицвм его М мемяемрФся мэгммтмый IImo«, который

Фиксируетсв датчиком Холла. 1 юл. т м ео-втОрых. часть мэгмитопроеода Одновременно ввляетсв плэмэрмым элементом Холла и содержит дэ» комтэктныв йлощэдки для прмсоедимееню смгмэльмых проеодее.

Сравнение заявляемого технического рееенмя не только с ирототмном, мо и с э другими технмческимм ремеммямм в данной ф) области техника юэеолмло еыявмть ° преii- у лагаемом òðÎÀñòÎÎ ряд прмзмэкоэ. изве ф стных в других техмеиеских реввниях. Так, например, известен способ измерения тока с помощь о кольцэ. Охватывающего проводник с размещенным нэ кольце датчиком ин- (бд дукции. Известен также и планарный эффект Хоппе. Не совместное применение названных выше известных принципов, воплощенное в бвсконтактном датчике то- 1 ка, в укаэанной связи и с использованием, пленочного магнитопровода, имеющего датчик индукции поля, выполненный иэ материала магнитопровода.

Изобретение поясняется чертежом, на котором представлен бесконтактный датчик

1824603

h-1 и2!41I } 12

8 2Р2

Составитель В. Андарало

Техред М.Моргентал Корректор Н. Король °

Редактор

Заказ 2224 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 тока, где: 1,1 — контактные площадки для подведения питающих проводов, 2,2 — контактные площадки для подведения сигнальных проводов, 3 — пленка магнитомягкого материала с низкой коэрцитивной силой (например, пермаллоя). выполняющая функцию магнитопровода и планарного элемента Холла, 4 — проводник с током, величину которого необходимо измерять.

Бесконтактный датчик тока функционирует следующим образом.

Проводник, по которому протекает ток

l, наводит ЭДС магнитной индукции.

Для случая проводника круглого сечения радиусом r величина этой индукции на расстоянии R > r равна В =

-,и,!l2 л В Использование замкнутого магнитопровода увеличивает индукцию вр-раэ (р — магнитная проницаемость пленки) т.е.

Впленки = pro !l2 тг R Используя формулу

ЭДС планарного эффекта Холла, для случая, когда направление тока I составляет угол

45 с вектором магнитной индукции В лленки получаем напряжение планарного эффекта

Холла: где dps- коэффициент, определяемый свойствами материала пленки; I> — ток, проходящий через планарный элемент Холла (часть магнитопровода); h — толщина магнитопровода;,и- магнитная проницаемость магнитопровода: R — средний радиус магнитопровода.

Таким образом по U> можно судить о величине как постоянного, так и быстроиз10 меняющегося со временем тока, в том числе малой амплитуды в единице миллиампер.

Формула изобретения

Бесконтактный датчик тока, содержащий замкнутый магнитопровод, ох"5 ватывающий проводник с током, магниточувствительный преобразователь. отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона измерения в сторону слабых токов с произвольной зависимо20 стью последних от времени. магнитопровод выполнен тонкопленочным из материала с низкой коэрцитивной силой, причем часть магнитопровода одновременно является планарным элементом Холла и содержит

25 две контактные площадки для присоединения питающих проводов и две контактные площадки для присоединения сигнальных проводов.