Датчик тока

Авторы патента:

G01R19 - Приборы для измерения токов или напряжений или индикации их наличия или направления (G01R 5/00 имеет преимущество; для измерения биоэлектрических токов или напряжений A61B 5/04)

Владельцы патента RU 2377578:

Общество с ограниченной ответственностью "Технос" (RU)

Изобретение относится к электротехнике, а именно к датчикам силового тока. Сущность: датчик тока содержит резистивный элемент, соединенный с усилителем, и блок питания. При этом между резистивным элементом и выходом датчика установлена трансформаторная гальваническая развязка, включающая в себя аналого-цифровой преобразователь, разделяющий трансформатор и цифро-аналоговый преобразователь. Выход усилителя соединен с аналого-цифровым преобразователем, выход аналого-цифрового преобразователя - с первичной обмоткой разделяющего трансформатора, вторичная обмотка которого соединена с цифро-аналоговым преобразователем, а усилитель и аналого-цифровой преобразователь связаны с блоком питания через трансформатор питания. Технический результат: возможность измерения силы тока в цепи высокого напряжения с помощью электронных компонентов, рассчитанных на низкое напряжение без опасности их повреждения высоким напряжением. 1 ил.

Изобретение относится к электроизмерительному оборудованию, а именно к преобразователям силового тока, как постоянного, так и переменного тока.

Датчики тока, основанные на преобразовании измеряемого тока в другую электрическую величину посредством резистивного элемента, известны из следующих источников: серийно выпускаемые токовые шунты, например типа 75ШСММ3 или 150ШСММ3, производимые ООО «ШиП», г.Краснодар (информация с сайта из сети Интернет, адрес www.shunts.narod.ni), или датчик тока, применяемый совместно с внешним резистивным элементом, например типа МАХ471 или МАХ472, выпускаемые американской фирмой MAXIM-Dallas (информация с сайта из сети Интернет, адрес www.platan.ru/pdf/1dist/maxim/MAX471_M.PDF).

Наиболее близким по технической сущности к патентуемому датчику тока следует считать датчик тока МАХ471, выпускаемый американской фирмой MAXIM-Dallas.

Этот датчик тока содержит внешний резистивный элемент, линейный усилитель и стабилизированный блок питания.

При протекании тока через резистивный элемент напряжение на нем изменяется пропорционально величине тока, усиливается линейным усилителем, и с помощью измерительного оборудования, например вольтметра, можно измерить величину тока.

Недостатком известного датчика тока является невозможным измерение силы тока резистивным элементом в цепи с высоким напряжением электронными компонентами, рассчитанными на низкое напряжение, ввиду возможного их повреждения высоким напряжением.

Изобретением решается задача создания датчика тока, позволяющего измерять ток в цепи высокого напряжения резистивным элементом с помощью электронных компонентов, рассчитанных на низкое напряжение без опасности их повреждения.

Технический результат, который достигается изобретением, состоит в появлении возможности измерения тока высокого напряжения резистивным элементом с помощью электронных компонентов, рассчитанных на низкое напряжение.

Это достигается тем, что между резистивным элементом и выходом датчика установлена трансформаторная гальваническая развязка, включающая в себя аналого-цифровой преобразователь, разделяющий трансформатор и цифроаналоговый преобразователь, при этом выход усилителя соединен с аналого-цифровым преобразователем, выход аналого-цифрового преобразователя - с первичной обмоткой разделяющего трансформатора, вторичная обмотка которого соединена с цифроаналоговым преобразователем, а усилитель и аналого-цифровой преобразователь связаны с блоком питания через трансформатор питания.

Цепь преобразования сигнала в цифровую форму и обратно введена для передачи информации через трансформатор с минимальными искажениями исходного сигнала. Усилитель и аналого-цифровой преобразователь получают электроэнергию через трансформатор питания. Разделяющий трансформатор и трансформатор питания должны иметь изоляцию между обмотками, рассчитанную на полное напряжение между цепью с измеряемым током и цепями электронных компонентов, которые производят измерение.

Введение трансформаторной гальванической развязки позволило полностью разделить цепь с измеряемым током и выводы питания и измерения. При указанных соединениях на выходе цифроаналогового преобразователя можно получить сигнал, пропорциональный измеряемому току, с высокой точностью.

Изобретение поясняется чертежом, где изображена блок-схема патентуемого датчика тока.

Датчик тока содержит резистивный элемент 1, соединенный с усилителем 2, и блок питания 6. Между резистивным элементом 1 и выходом датчика тока установлена трансформаторная гальваническая развязка, включающая в себя аналого-цифровой преобразователь 3, разделяющий трансформатор 4 и цифроаналоговый преобразователь 5. Выход усилителя 2 соединен с аналого-цифровым преобразователем 3, выход аналого-цифрового преобразователя 3 - с первичной обмоткой разделяющего трансформатора 4, вторичная обмотка которого соединена с цифроаналоговым преобразователем 5, а усилитель 2 и аналого-цифровой преобразователь 3 связаны с блоком питания 6 через трансформатор питания 7.

Датчик тока работает следующим образом. При протекании измеряемого тока через резистивный элемент 1 на его выводах появляется напряжение, пропорциональное измеряемому току. Напряжение усиливается усилителем 2 и подается на аналого-цифровой преобразователь 3. В аналого-цифровом преобразователе 3 усиленное напряжение, пропорциональное измеряемому току, преобразовывается в цифровую последовательность, которая подается на первичную обмотку разделяющего трансформатора 4. Изоляция между обмотками разделяющего трансформатора 4 обеспечивает гальваническую развязку по каналу сигнала. С вторичной обмотки разделяющего трансформатора 4 цифровая последовательность поступает на цифроаналоговый преобразователь 5, на выходе которого появляется сигнал, пропорциональный измеряемому току, который можно измерить стандартными средствами измерения. Питание усилителя 2 и аналого-цифрового преобразователя 3 осуществляется от блока питания 6 через трансформатор питания 7. Изоляция между обмотками трансформатора питания обеспечивает гальваническую развязку по каналу питания.

Таким образом, создан датчик тока с возможностью измерения тока высокого напряжения резистивным элементом с помощью электронных компонентов, рассчитанных на низкое напряжение, что расширяет сферу применения датчика тока на резистивном элементе.

Датчик тока, содержащий резистивный элемент, соединенный с усилителем и блок питания, отличающийся тем, что между резистивным элементом и выходом датчика установлена трансформаторная гальваническая развязка, включающая в себя аналого-цифровой преобразователь, разделяющий трансформатор и цифроаналоговый преобразователь, при этом выход усилителя соединен с аналого-цифровым преобразователем, выход аналого-цифрового преобразователя - с первичной обмоткой разделяющего трансформатора, вторичная обмотка которого соединена с цифроаналоговым преобразователем, а усилитель и аналого-цифровой преобразователь связаны с блоком питания через трансформатор питания.

Изобретение относится к области микроэлектроники, а также измерительной техники и может быть использовано при изготовлении тонкопленочных микросборок, а более конкретно для конструирования и изготовления преобразователя температуры в напряжение электрического сигнала.

Датчик тока и напряжения // 2371729

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для одновременного измерения напряжения и тока в высоковольтных коаксиальных формирующих и передающих линиях.

Электрометрический прибор для бесконтактного измерения тока и глубины залегания подземного магистрального трубопровода // 2370783

Изобретение относится к области неразрушающего контроля подземных трубопроводов. .

Индикатор наличия напряжения переменного тока // 2370779

Изобретение относится к жидкокристаллическим устройствам, указывающим на наличие напряжения переменного тока в проводниках и проводящих элементах систем передачи и распределения среднего или высокого напряжения.

Способ фазочувствительной оценки тока проводимости рельсовой цепи // 2369878

Изобретение относится к способу фазочувствительной оценки тока (КР) проводимости рельсовой цепи (КО), в котором его течение исследуют на наличие первой частоты (1К), второй частоты (2К), вплоть до последней частоты (РК), и упомянутым частотам присваивают соответствующие временные окна (1СО, 2СО, вплоть до РСО), с помощью которых осуществляют деление тока (КР) проводимости на временные сегменты, чтобы установить значения всех первоочередных, второочередных парциальных амплитуд, вплоть до парциальных амплитуд последней очереди (1РА, 2РА, вплоть до РРА) действительных значений (ОН) тока (КР) проводимости, а также значения всех соответствующих первоочередных, второочередных парциальных фаз, вплоть до парциальных фаз последней очереди (1PF, 2PF, вплоть до PPF) действительных значений (ОН) тока (КР) проводимости, при этом значения всех первоочередных, второочередных действующих составляющих, вплоть до действующих составляющих последней очереди (US1, US2.

Способ измерения переменного напряжения вариационным резистивным делителем с индуктивным плечом // 2368908

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к способу измерения переменного напряжения, преимущественно от 10 кВ до 1500 кВ. .

Способ измерения переменного напряжения вариационным резистивным делитилем с емкостным плечом // 2368907

Высоковольтное цифровое устройство для измерения тока // 2368906

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к приборам измерения переменного и постоянного тока с использованием цифровой измерительной техники, преимущественно при напряжениях от 10кВ до 1500кВ.

Оптико-электронный датчик тока // 2365922

Изобретение относится к электротехнике, а именно к датчикам силового тока. .

Способ выявления фактического вклада субъектов электрических сетей в искажение качества электрической энергии в точке общего присоединения в электрической сети // 2364875

Изобретение относится к области электроэнергетики. .

Способ измерения тока // 2377579

Изобретение относится к энергетике, а именно к измерительной технике

Способ визуального контроля параметров энергопотребления и диагностики технического состояния электрооборудования переменного тока // 2378656

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может быть использовано при бесконтактном автоматизированном контроле параметров, режимов работы и технического состояния электрооборудования переменного тока

Способ генерирования электрического потенциала по в.в. торшину и устройство для его реализации // 2379815

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для преобразования постоянного тока в постоянный ток и может найти применение в электронике, измерительной и вычислительной технике, а также в медицине для диагностики различных заболеваний и т.д

Счетчик потерь электроэнергии // 2380715

Способ и устройство для измерения переменного напряжения вариационным делителем // 2385465

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к способу измерения переменного напряжения, преимущественно от 10 кВ до 1500 кВ

Способ интегрирующего преобразования сигналов низкого уровня в разность интервалов времени // 2396570

Изобретение относится к области электроизмерительной техники, в частности к интегрирующему преобразованию постоянных сигналов низкого уровня в разность интервалов времени

Устройство определения качества коммунальных услуг // 2397448

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и применяется для контроля предоставления и потребления разного вида коммунальных услуг в системах контроля расхода электроэнергии, газа, холодной и горячей воды, тепловой энергии

Способ измерения тока в проводнике с помощью герконов // 2397499

Изобретение относится к энергетике, а именно к измерительной технике

Устройство для регистрации формы однократных быстропротекающих процессов // 2400762

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при регистрации формы однократных быстропротекающих процессов в широком динамическом диапазоне как по амплитуде, так и по длительности, например, в ядерной физике при исследовании физических параметров импульсных ядерных реакторов

Цифровой малогабаритный usb осциллограф // 2402024

Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности к электроизмерительным показывающим приборам