Устройство измерения тока и блок обработки, содержащий одно такое устройство

Авторы патента:

G01R19/00 - 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 2507521:

ШНЕЙДЕР ЭЛЕКТРИК ЭНДЮСТРИ САС (FR)

Изобретение относится к устройствам измерения тока. Техническим результатом заявленного устройства является обеспечение устройства измерения тока, имеющего широкий динамический диапазон измерения, низкое входное полное сопротивление и простую и надежную конструкцию, а также обеспечение блока обработки. Технический результат достигается благодаря тому, что устройство измерения тока содержит первый измерительный резистор (1A) для приема измеряемого тока (Is, IsA) и первый усилитель (2A) сигнала, имеющий вход, подключенный к упомянутому первому измерительному резистору, и выход для обеспечения первого сигнала (SA) измерения. Второй измерительный резистор (1B) подключен последовательно с упомянутым первым измерительным резистором (1A), и первое средство (6A, 8, 9) ограничения напряжения подключено параллельно с первым измерительным резистором (1A) для отделения первого тока (IL1) шунта, когда первое предельное напряжение (VL1) достигается на упомянутом первом измерительном резисторе (1А). Значение первого измерительного резистора (1A) больше значения второго измерительного резистора (1B), причем отношение между значением первого измерительного резистора (1A) и второго измерительного резистора (1В) составляет от 5 до 15. А также блок обработки содержит, по меньшей мере, одно упомянутое устройство измерения тока. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 4 ил.

Область техники

Изобретение относится к устройству измерения тока, содержащему:

- измерительный резистор для приема измеряемого тока от датчика тока, и

- усилитель сигнала, имеющий вход, подключенный к упомянутому измерительному резистору, и выход для обеспечения сигнала измерения, представляющего ток, подлежащий измерению.

Уровень техники

Известные устройства измерения тока, например, представленное на фиг.1, в общем случае, содержат измерительный резистор 1 низкого значения для приема тока, подлежащего измерению. Для значительного снижения значения измерительного резистора, устройства с широким динамическим диапазоном измерения также содержат усилитель 2 сигнала, подключенный к измерительному резистору, для усиления сигнала, слабого значения по причине очень низкого значения измерительного резистора. Аналого-цифровой преобразователь сигнала, подключенный к выходу усилителя, обеспечивает цифровой сигнал, представляющий ток, протекающий через измерительный резистор. В общем случае, измерительный резистор и вход усилителя защищены ограничителем 4 скачка напряжения. Когда устройство измерения используется для измерения больших переменных токов, трансформатор 5 тока содержит первичную цепь, в которой течет ток, подлежащий измерению, и вторичную обмотку для подачи измеряемого тока на резистор 1.

Использование измерительных резисторов слабых значений препятствует расстройке цепей, в которых измеряется ток. В частности, при использовании трансформатора тока, слабый измерительный резистор во вторичной цепи препятствует насыщению магнитной цепи упомянутого трансформатора.

Однако низкие значения сопротивления требуют использования усилителей сигнала с высоким коэффициентом усиления. Можно расположить несколько каскадов усиления, пригодных для разных уровней тока, протекающего в резисторе, на резисторе 1. Большие коэффициенты усиления также приводят к усилению шума и паразитных сигналов, которые, в частности, присутствуют в индустриальных средах. Увеличение коэффициента усиления также ведет к чрезмерному усилению отклонения усилителя или других электронных схем. Существуют схемы автоматической регулировки коэффициента усиления усилителей. Однако эти сложные и не очень надежные схемы также вносят большие ошибки измерения.

Сущность изобретения

Задачей изобретения является обеспечение устройства измерения тока, имеющего широкий динамический диапазон измерения, низкое входное полное сопротивление и простую и надежную конструкцию. Еще одной задачей изобретения является обеспечение блока обработки, содержащего одно такое устройство измерения.

Устройство измерения тока, согласно изобретению, содержит:

- первый измерительный резистор для приема измеряемого тока,

- первый усилитель сигнала, имеющий вход, подключенный к упомянутому первому измерительному резистору, и выход для обеспечения первого сигнала измерения,

- второй измерительный резистор, подключенный последовательно с упомянутым первым измерительным резистором, и

- первое средство ограничения напряжения, подключенное параллельно с первым измерительным резистором, для отделения первого тока шунта, когда первое предельное напряжение достигается на упомянутом первом измерительном резисторе,

причем значение первого измерительного резистора больше значения второго измерительного резистора.

В предпочтительном варианте осуществления, устройство измерения содержит второе средство ограничения напряжения, подключенное параллельно со вторым измерительным резистором, для отделения второго предельного тока, когда второе предельное напряжение достигается на втором измерительном резисторе.

В конкретном варианте осуществления, устройство измерения содержит второй усилитель сигнала, подключенный ко второму измерительному резистору, для обеспечения второго сигнала измерения, причем упомянутый первый усилитель имеет более высокий коэффициент усиления, чем коэффициент усиления упомянутого второго усилителя.

Первое средство ограничения, предпочтительно, имеет предельное напряжение менее 1 В для тока шунта менее 1 А. Предпочтительно, первое средство ограничения содержит два диода, подключенных встречно-параллельно друг другу.

Второе средство ограничения, предпочтительно, имеет предельное напряжение менее 2 В для тока шунта менее 2 А. Предпочтительно, второе средство ограничения содержит две группы из двух последовательно подключенных диодов, подключенных встречно-параллельно друг другу.

Предпочтительно, отношение между первым каналом усиления, состоящим из первого измерительного резистора, второго измерительного резистора и усиления упомянутого первого усилителя, и вторым каналом усиления, состоящим из второго измерительного резистора и усиления упомянутого второго усилителя, приблизительно равно квадратному корню из динамического диапазона измерения, определенного максимальным значением тока, подлежащего измерению, в сравнении с минимальным значением тока, подлежащего измерению.

Предпочтительно, отношение между значением упомянутого первого измерительного резистора и значением упомянутого второго измерительного резистора составляет от 5 до 15.

Предпочтительно, отношение между усилением упомянутого первого усилителя и усилением второго усилителя или второго канала усиления составляет от 5 до 20.

Блок обработки, согласно изобретению, содержит:

- по меньшей мере, один трансформатор тока, содержащий первичную цепь для приема первичного тока, подлежащего измерению, и вторичную обмотку для подачи вторичного измеряемого тока, представляющего упомянутый первичный ток, подлежащий измерению,

- по меньшей мере, одно устройство измерения тока, подключенное к вторичной обмотке упомянутого трансформатора тока, для измерения упомянутого вторичного тока и для обеспечения сигнала измерения, представляющего вторичный ток,

- средство обработки, подключенное к упомянутому устройству измерения, для приема упомянутого сигнала измерения, причем, по меньшей мере, одно упомянутое устройство измерения является устройством измерения, определенным выше, принимающим вторичный измеряемый ток, и обеспечивающим:

- первый сигнал измерения, представляющий ток, протекающий в первом измерительном резисторе, и

- второй сигнал измерения, представляющий ток, протекающий во втором измерительном резисторе.

Краткое описание чертежей

Другие преимущества и признаки станут более ясны из нижеследующего описания конкретных вариантов осуществления изобретения, приведенных исключительно в качестве неограничительных примеров и представленных в прилагаемых чертежах, где:

- фиг.1 - схема устройства измерения тока согласно уровню техники,

- фиг.2 - первая схема устройства измерения тока согласно варианту осуществления изобретения,

- фиг.3 - вторая схема устройства измерения тока согласно варианту осуществления изобретения,

- фиг.4 - участки кривых каналов усиления устройства измерения тока согласно варианту осуществления изобретения.

Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления

Устройство измерения тока согласно варианту осуществления изобретения, описанное на фиг.2, содержит первый измерительный резистор 1A для приема измеряемого тока IsA, и первый усилитель 2A сигнала, имеющий вход, подключенный к упомянутому первому измерительному резистору 1A, и выход для обеспечения первого сигнала SA измерения. Согласно этому варианту осуществления изобретения, устройство, предпочтительно, содержит второй измерительный резистор 1B, подключенный последовательно с упомянутым первым резистором 1A, причем значение первого измерительного резистора 1A больше значения второго измерительного резистора 1B. Первый измерительный резистор 1A предназначен для измерения слабых токов, тогда как резистор 1B очень низкого значения предназначен для измерения сильных токов. Первый ограничитель 6A напряжения подключен параллельно с первым измерительным резистором 1A более высокого значения для отделения тока IL1 шунта для второго измерительного резистора 1B в случае превышения первого порога напряжения VL1.

В устройстве, представленном на фиг.2, для очень слабых токов, почти весь измеряемый ток Is протекает через первый резистор 1A и через второй резистор 1B очень низкого значения. Таким образом, на первом резисторе 1A создается первое напряжение V1A, и на втором резисторе 1B создается второе напряжение V1B. Поскольку значение резистора 1A больше значения резистора 1B, напряжение V1A выше напряжения V1B. Когда измеряемый ток возрастает, напряжение V1A возрастает пропорционально. Затем, в случае превышения порога VL1 первого ограничителя напряжения, ток IL1 отделяется от первого резистора 1A и поступает непосредственно на второй резистор 1B. В этом случае, ток Is делится между током Is1, текущим в резисторе 1A, и током IL1, текущим через первый ограничитель 6A напряжения, причем эти два тока, Is1 и IL1, сумма которых соответствует току Is, текут во втором измерительном резисторе 1B. На этом уровне тока, напряжение на резисторе 1A ограничено, и канал измерения тока является каналом, который использует только второй резистор 1B. Возврат тока Is осуществляется через среднюю линию 14.

Такое устройство улучшает:

- измерение слабых токов с помощью резистора 1A промежуточного значения или последовательного соединения резисторов 1A и 1B, в сочетании с усилителем с промежуточным коэффициентом усиления,

- ограничение напряжения на первом измерительном резисторе, чтобы преимущественный ток протекал во второй измерительный резистор 1B, и для ограничения входного полного сопротивления устройства измерения в случае сильных токов, и

- измерение сильных токов только на втором измерительном резисторе 1B, имеющем низкое значение.

Устройство, показанное на фиг.2, также содержит второй ограничитель 6B напряжения, подключенный параллельно со вторым измерительным резистором 1B, для ограничения напряжения VB1 на втором измерительном резисторе 1B вторым предельным значением VL2 для очень сильных токов Is, способных превышать динамический диапазон измерения. Этот второй ограничитель 6B дополнительно улучшает слабое полное сопротивление, делая его низким для любого значения тока. Таким образом, когда напряжение VL2 на резисторе 1B превышено, ток IL2 протекает в ограничитель 6B напряжения. Полное напряжение Vs на последовательно соединенных резисторах 1A и 1B ограничивается суммой предельных напряжений VL1 и VL2 ограничителей 6A и 6В напряжения даже для очень высоких токов, превышающих диапазон измерения.

Предпочтительно, второй усилитель 2B сигнала, подключенный ко второму измерительному резистору, позволяет обеспечивать второй усиленный сигнал измерения, причем упомянутый первый усилитель 2A имеет более высокий коэффициент усиления, чем коэффициент усиления упомянутого второго усилителя 2B.

Выходные сигналы SA и SB от первого и второго усилителей 2A и 2B, предпочтительно, поступают на входы преобразователей, соответственно 3A и 3B, для аналого-цифрового преобразования. Цифровые сигналы на выходах от преобразователей поступают на схему 7 обработки. Схема 7 может, в частности, представлять собой микропроцессор, микроконтроллер или гибридную схему которая может быть выполнена по заказу.

Первый ограничитель напряжения, предпочтительно, имеет предельное напряжение менее 1 В для тока шунта менее 1 А. Согласно фиг.3, первый ограничитель напряжения содержит два диода 8 и 9, подключенные встречно-параллельно друг другу. В этом варианте осуществления, предельное напряжение соответствует напряжению постоянного тока на диоде. Встречное соединение обеспечивает двустороннее действие в цепях переменного тока.

Второй ограничитель напряжения, предпочтительно, имеет предельное напряжение менее 2 В для тока шунта менее 2 А. Согласно варианту осуществления, показанному на фиг.3, второй ограничитель напряжения содержит две группы из двух последовательно подключенных диодов 10, 11 и 12, 13, подключенных встречно-параллельно друг другу. Тогда предельное напряжение соответствует сумме двух напряжений постоянного тока диода, способных к двустороннему действию в цепях переменного тока.

Согласно варианту осуществления, показанному на фиг.2 и 3, существуют первый канал усиления, соответствующий значению первого резистора, к которому прибавляется значение второго измерительного резистора, зависящее от используемой схемы, и значению усиления первого усилителя, и второй канал усиления, соответствующий значению второго резистора и значению второго усилителя, если он используется. Предпочтительно, отношение между первым каналом усиления, состоящим из первого измерительного резистора, второго измерительного резистора и усиления упомянутого первого усилителя, и вторым каналом усиления, состоящим из второго измерительного резистора и усиления упомянутого второго усилителя, приблизительно равно квадратному корню из динамического диапазона измерения, определенного максимальным значением тока, подлежащего измерению, в сравнении с минимальным значением тока, подлежащего измерению.

Например, если максимальное значение тока, подлежащего измерению, в 40 раз больше номинального тока In, если минимальное значение тока, подлежащего измерению, в 0,1 раз больше номинального тока, и если датчики тока, например трансформаторы, относятся к одноамперному и пятиамперному типам, то динамический диапазон измерения равен (40/0,1)*(5/1)=2000. Для оптимального использования преобразователей, каждый преобразователь должен обрабатывать динамический диапазон, равный квадратному корню из динамического диапазона измерения, т.е., в этом примере, около 45. Отношение между каналами усиления можно распределить между отношением амплитуд усилителя и отношением между резисторами или группами резисторов (1A + 1B) и значением самого слабого резистора 1B. В случае, когда второй канал усиления, образованный резистором 1B со вторым усилителем 2B, имеющим коэффициент усиления 1, или без усилителя, имеет коэффициент усиления 1, первый канал, образованный резисторами 1A и 1B и усилителем 2A, имеет коэффициент усиления 45. Этот коэффициент усиления 45 предпочтительно распределяется между значениями резисторов 1A и 1B и усилением усилителя 2A. В этом примере, если эталонный резистор 1B имеет сопротивление 1 Ом, резистор 1A может иметь 6,5 Ом, и усиление первого усилителя может быть равно 6.

Первый канал имеет коэффициент усиления ((1+6,5)*6)=45 и позволяет преобразователю обрабатывать слабые сигналы относительного уровня от 1 до 45 с точностью с полезным динамическим диапазоном 45. Второй канал имеет коэффициент усиления (1*1)=1 и позволяет преобразователю обрабатывать сильные сигналы относительного уровня от 45 до 2000 с полезным динамическим диапазоном 45.

В этих вариантах осуществления изобретения, отношение между значением упомянутого первого измерительного резистора 1B и значением упомянутого второго измерительного резистора 1A составляет от 5 до 15. Предпочтительно, отношение между усилением первого усилителя 2A и усилением второго канала усиления составляет от 5 до 20. Второй канал усиления может иметь усилитель, но с коэффициентом усиления 1, он может быть освобожден от усиления.

Согласно вариантам осуществления, показанным на фиг.2 и 3, опорные значения каналов усиления можно рассматривать, начиная с суммы двух резисторов 1A и 1B. В этом случае, первый канал усиления соответствует усилению, обеспечиваемому первым усилителем, и второй канал усиления соответствует ослаблению, обусловленному резистивным делителем, образованным резисторами 1A и 1B, подключенными последовательно, и общей средней точкой, и выходу для второго сигнала, подлежащего подаче на второй усилитель 2B, если он применим. В примере, идентичном вышеприведенному примеру, первый канал усиления имеет значение 6 усиления, и второй канал усиления является ослаблением делительного моста, т.е. (1B/(1A+1B)=(1/(1+6.5))=1/7,5, отношение между двумя каналами усиления также равно 6/(1/7,5)=45.

На фиг.4 показаны участки каналов усиления устройства измерения тока согласно варианту осуществления изобретения. На этой фигуре показаны интервалы CONV преобразования преобразователей 3A и 3B между минимальным количеством точек MIN преобразования и максимальным количеством точек MAX преобразования, соответствующим максимальному входному сигналу преобразователя. В этих интервалах преобразования, первый канал 20A усиления имеет высокий коэффициент усиления и действует между минимальным пределом L тока, подлежащего измерению, и точкой C переключения, и второй канал 20B усиления имеет низкий коэффициент усиления или ослабление и действует между точкой C переключения и максимальным пределом H тока, подлежащего измерению.

Вышеописанное устройство измерения, в частности, пригодно для блоков обработки для мониторинга или защиты электрического коммутационного оборудования. В этом случае, блок обработки содержит, по меньшей мере, один трансформатор 5 тока, содержащий первичную цепь для приема первичного тока Ip, подлежащего измерению, и вторичную обмотку для подачи вторичного измеряемого тока Is, представляющего упомянутый первичный ток, подлежащий измерению. Устройство измерения тока подключено ко вторичной обмотке упомянутого трансформатора тока для измерения упомянутого вторичного тока и для обеспечения сигнала измерения, представляющего вторичный ток Is. Схема обработки подключена к упомянутому устройству измерения для приема упомянутого сигнала измерения и обработки функций управления/мониторинга и защиты. Преобразователи 3A и 3B сигнала для аналого-цифрового преобразования можно интегрировать в схему обработки 7.

Для коммутационного оборудования высокого или среднего напряжения и/или сильного тока, трансформатор тока может быть каналом с двумя или тремя трансформаторами тока. Токи, подлежащие измерению, могут быть токами, текущими в фазных проводниках или нейтральном проводнике, или однофазными токами, например, токами замыкания на землю. В этом случае, диапазоны измерения могут различаться.

Устройства, согласно изобретению, могут работать с очень разными токами измерения Is, которые могут составлять, например, от нескольких миллиампер до нескольких ампер переменного или постоянного тока.

Согласно вышеописанным вариантам осуществления, последовательно подключенные измерительные резисторы образуют такую конфигурацию, в которой второй резистор 1B слабого значения подключен к средней линии 14. Порядок резисторов относительно средней линии, естественно, можно изменить на противоположный. Два резистора также можно сделать независимыми, используя, в частности, дифференциальные усилители для усиления сигналов.

1. Устройство измерения тока, отличающееся тем, что оно содержит
- первый измерительный резистор (1A) для приема измеряемого тока (Is, IsA),
- первый усилитель (2A) сигнала, имеющий вход, подключенный к упомянутому первому измерительному резистору, и выход для обеспечения первого сигнала (SA) измерения,
- второй измерительный резистор (1B), подключенный последовательно с упомянутым первым измерительным резистором (1A), и
- первое средство (6A, 8, 9) ограничения напряжения, подключенное параллельно с первым измерительным резистором (1A), для отделения первого тока (IL1) шунта, когда первое предельное напряжение (VL1) достигается на упомянутом первом измерительном резисторе (1A),
- причем значение первого измерительного резистора (1A) больше значения второго измерительного резистора (1B),
причем отношение между значением упомянутого первого измерительного резистора (1A) и значением упомянутого второго измерительного резистора (1B) составляет от 5 до 15.

2. Устройство измерения по п.1, отличающееся тем, что оно содержит второе средство (6B, 10-13) ограничения напряжения, подключенное параллельно со вторым измерительным резистором (1B), для отделения второго тока (IL2) шунта, когда второе предельное напряжение (VL2) достигается на упомянутом втором измерительном резисторе (1B).

3. Устройство измерения по п.1, отличающееся тем, что оно содержит второй усилитель (2B) сигнала, подключенный ко второму измерительному резистору (1B), для обеспечения второго сигнала (SB) измерения, причем упомянутый первый усилитель (2A) имеет более высокий коэффициент усиления, чем коэффициент усиления упомянутого второго усилителя (2B).

4. Устройство измерения по п.1, отличающееся тем, что первое средство (6A, 8, 9) ограничения имеет предельное напряжение (VL1) менее 1B для тока (IL1) шунта менее 1A.

5. Устройство измерения по п.4, отличающееся тем, что первое средство (6A) ограничения содержит два диода (8, 9), подключенных встречно-параллельно друг другу.

6. Устройство измерения по 2, отличающееся тем, что второе средство (6B) ограничения имеет предельное напряжение (VL2) менее 2B для тока (IL2) шунта менее 2A.

7. Устройство измерения по п.6, отличающееся тем, что второе средство (6B) ограничения содержит две группы из двух последовательно подключенных диодов (10-13), подключенных встречно-параллельно друг другу.

8. Устройство измерения по 3, отличающееся тем, что отношение между первым каналом усиления, состоящим из первого измерительного резистора (1A), второго измерительного резистора (1B) и усиления упомянутого первого усилителя (2A), и вторым каналом усиления, состоящим из второго измерительного резистора (1B) и усиления упомянутого второго усилителя (2B), приблизительно равно квадратному корню из динамического диапазона измерения, определенного максимальным значением (M) тока, подлежащего измерению, в сравнении с минимальным значением (L) тока, подлежащего измерению.

9. Устройство измерения по п.8, отличающееся тем, что отношение между усилением первого усилителя (2A) и усилением второго усилителя (2B) или второго канала усиления составляет от 5 до 20.

10. Блок обработки, содержащий
- по меньшей мере, один трансформатор (5) тока, содержащий первичную цепь для приема первичного тока (Ip), подлежащего измерению, и вторичную обмотку для подачи вторичного измеряемого тока (Is), подлежащего измерению,
- по меньшей мере, одно устройство измерения тока, подключенное к вторичной обмотке трансформатора тока, для измерения упомянутого вторичного тока (Is) и для обеспечения сигнала измерения, представляющего вторичный ток,
- средство обработки (7), подключенное к упомянутому устройству измерения, для приема сигнала измерения,
отличающийся тем, что, по меньшей мере, одно упомянутое устройство измерения является устройством измерения по любому из пп.1-9, принимающим вторичный измеряемый ток (Is), и обеспечивающим
- первый сигнал (SA) измерения, представляющий ток, протекающий в первом измерительном резисторе (1A), и
- второй сигнал (SB) измерения, представляющий ток, протекающий во втором измерительном резисторе (1B).

Изобретение относится к области электрических измерений, в частности к измерениям больших постоянных токов, более конкретно к способам поверки и градуировки измерителей больших постоянных токов, в частности при поверке и градуировке волоконно-оптических датчиков тока - ВОДТ, применяемых в химической и металлургической промышленности.

Способ определения пробивного потенциала изоляционного промежутка высоковольтного устройства // 2497137

Изобретение относится к области электротехники. Сущность: последовательно проводят испытания исходного и высоковольтного устройств.

Устройство для измерения напряжения в высоковольтной цепи с дистанционной передачей информации // 2482503

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к цифровым приборам измерения переменного и постоянного напряжения, преимущественно в электроэнергетических сетях 6 (10) кВ и выше.

Устройство для измерения тока в высоковольтной цепи с дистанционной передачей информации // 2482502

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к цифровым приборам измерения переменного и постоянного тока, преимущественно при напряжениях от 6(10) кВ.

Способ и устройство для измерения электрического потенциала на коже головы // 2479252

Многозонный аналого-дискретный датчик тока // 2459249

Изобретение относится к частотно-широтно-импульсным преобразователям аналоговых сигналов. .

Способ измерения силы тока в проводнике и устройство для его осуществления // 2453853

Способ измерения напряжений на заземляющем устройстве // 2452968

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для контроля состояния заземляющих устройств, а также при экспериментальных исследованиях молнии и электромагнитной обстановки на объектах электроэнергетики.

Устройство для компенсации погрешности трансформатора тока // 2449296

Изобретение относится к электротехнике и электроэнергетике, предназначено для измерения тока в переходных и установившихся режимах и может быть использовано при построении устройств релейной защиты.

Датчик тока // 2445638

Изобретение относится к электроизмерительному оборудованию, а именно к датчикам постоянного и переменного тока, которые входят в состав аналоговых измерительных цепей.

Комбинированное электрическое измерительное устройство // 2508554

Заявленное изобретение относится к комбинированным измерительным устройствам для измерения тока и/или напряжения электрического проводника. Техническим результатом заявленного изобретения является создание усовершенствованного измерительного устройства. Технический результат достигается благодаря тому, что комбинированное измерительное устройство (100) для измерения тока и/или напряжения электрического проводника, содержащее опорное тело (101), датчик (5) тока, размещенный внутри опорного тела (101), и датчик напряжения, расположенный, по меньшей мере, частично внутри опорного тела. Защитный экран (11) расположен вокруг датчика (5) тока. Датчик (5) тока и датчик напряжения взаимно расположены так, что защитный экран (11) экранирует, по меньшей мере, частично как датчик (5) тока, так и датчик напряжения от помех внешних электрических полей. 3 н. и 12 з.п.ф-лы, 11 ил.

Устройство для масштабного преобразования тока // 2510030

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в системах и устройствах для измерения электрических величин тока, мощности, энергии, а также в системах защиты и автоматики. Техническим результатом заявленного изобретения является высокая точность, небольшие вес и габариты, расширенный диапазон выходной мощности устройства, соответствующие разным типам нагрузок и режимам эксплуатации, что позволяет широко применить такое устройство в измерительных системах и системах автоматики. Технический результат достигается благодаря тому, что в устройство для масштабного преобразования тока последовательно с третьей выходной обмоткой второго трансформатора и выходной обмоткой первого трансформатора введено дополнительное сопротивление нагрузки. При этом возможно, что в устройстве для масштабного преобразования тока дополнительное сопротивление нагрузки выполнено в виде последовательно включенных гальванически разделяемого от основной нагрузки дополнительного сопротивления нагрузки и третьего трансформатора, так что его первичная обмотка подключена последовательно с выходной обмоткой первого трансформатора и они имеют одну общую клемму, а к вторичной обмотке подключается дополнительное гальванически разделяемое от основного сопротивление нагрузки. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Датчик постоянного тока с развязкой // 2511639

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в устройствах для измерения тока в различных системах космических аппаратов. Датчик постоянного тока с развязкой включает в себя измерительный шунт, операционный усилитель (ОУ), четырехобмоточный трансформатор, два резистивных делителя напряжения с равными коэффициентами деления; конденсатор, p-n-р-транзистор, RC-фильтр, блокинг-генератор, собранный с использованием третьей и четвертой обмотки трансформатора, диода, двух резисторов, конденсатора и второго транзистора, и другие элементы, показанные на фиг. 1. Результатом применения изобретения является упрощение устройства, снижение количества элементов, повышение надежности и помехоустойчивости. 1 ил.

Устройство для измерения потенциалов подземного сооружения // 2513666

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в системах электрохимической защиты подземных металлических сооружений от коррозии, в частности для измерения поляризованного и суммарного потенциалов. Техническим результатом заявленного изобретения является уменьшение погрешности измерения, в первую очередь поляризационного потенциала подземного сооружения, и упрощение процесса измерения суммарного и поляризационного потенциалов. Технический результат достигается благодаря тому, что в устройство для измерения потенциалов подземного сооружения введены второй блок преобразования отрицательного напряжения, второй аналого-цифровой преобразователь, формирователь цикла измерения с двумя выходами и одним входом, блок выделения сигнала помехи, блок программирования. Выходы формирователя цикла измерения соединены с управляющими входами электронного коммутатора. Вход блока выделения сигнала помехи подключен через последовательно соединенные между собой второй аналого-цифровой преобразователь и второй блок преобразования отрицательного напряжения к выходу буферного усилителя суммарного потенциала. Выход блока выделения сигнала помехи, вход формирователя цикла измерения и вход блока программирования подключены к портам процессора. Первый блок преобразования отрицательного напряжения включен между выходом буферного усилителя поляризационного потенциала и входом первого аналого-цифрового преобразователя. Изобретение позволяет уменьшить погрешность измерения, в первую очередь поляризационного потенциала подземного сооружения, и упростить процесс измерения потенциалов - поляризационного и суммарного. 1 з.п. ф-лы, 3 ил., 2 пр.

Измерительный шунт для импульсных токов // 2514147

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к конструкциям измерительных шунтов, предназначенных для измерения токов, и может быть применено для измерения импульсных токов. Сущность изобретения заключается в следующем: параллельно потенциальным выводам измерительного шунта присоединяется последовательная RC-цепочка с постоянной времени, равной постоянной времени шунта, при этом напряжение U вых, снимаемое с конденсатора C, является пропорциональным измеряемому току J. Применение RC-цепочки позволяет уменьшить влияние паразитной собственной индуктивности L ш на сигнал, снимаемый с шунта. Технический результат изобретения состоит в расширении частотного диапазона и увеличении точности при измерении тока. 2 ил.

Устройство для измерения тока // 2515176

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для измерения переменных токов высокого уровня и определения момента перехода тока через нулевое значение в сильноточных цепях сетей промышленной частоты. В устройство для измерения тока, содержащее два коаксиально расположенных металлических цилиндра, соединенных на одном торце с помощью фланцев, а на другом торце имеющих каждый свой токоподвод, высокочастотный разъем, закрепленный на фланце одного из цилиндров, с коаксиально расположенным центральным электродом и по крайней мере одну токовую отпайку, расположенную в пространстве между внутренним и внешним цилиндрами и соединенную одним концом с внутренним цилиндром в начале его рабочей части, а другим - через отверстие в стенке внутреннего цилиндра и интегрирующую RC-цепочку с центральным электродом высокочастотного разъема, введен, по крайней мере, один дополнительный резистор, включенный между выводом центрального электрода высокочастотного разъема и корпусом внутреннего цилиндра последовательно с конденсатором RC-цепочки, а величины длин токовой отпайки и рабочей части внутреннего цилиндра выбраны в соответствии с соотношением: где l - длина отпайки; H - длина рабочей части внутреннего цилиндра. Токовая отпайка может быть выполнена в виде трубки с продольным разрезом охватывающей внутренний цилиндр. Конденсатор RC-цепочки и дополнительный резистор могут быть установлены в электронном усилительном блоке, соединенном с устройством с помощью высокочастотного кабеля. RC-цепочка и дополнительный резистор могут быть установлены в электронном усилительном блоке, соединенном с устройством с помощью высокочастотного кабеля. Результатом применения изобретения является повышение точности измерений за счет уменьшения неравномерности амплитудно-частотной характеристики устройства, а также уменьшения сдвига фазы между напряжением, наводимым на отпайке и током, протекающим по устройству. 4 ил., 3 з.п. ф-лы.

Способ измерения установившегося после включения питания значения постоянного электрического сигнала на выходе измерительного преобразователя // 2518631

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к измерениям физических параметров, преобразуемых в электрическую форму, и может быть использовано в системах телеметрии. Способ заключается в том, что измерение сигнала на выходе измерительного преобразователя производят в произвольно задаваемый момент времени после включения питания. При этом производят дополнительное измерение в момент времени, равный удвоенному значению первого момента времени, а установившееся значение сигнала на выходе измерительного преобразователя определяют по формуле: Y в ы х = y 2 в ы х 1 2 у в ы х 1 − у в ы х 2 , где Yвых - установившееся значение сигнала на выходе измерительного преобразователя, увых1 и увых2 - соответственно значения выходного сигнала в первый и второй моменты времени. Технический результат заключается в уменьшении времени измерения. 2 ил.

Устройство для измерения активного тока // 2518846

Изобретение относится к области измерения электрических величин, в частности для измерения активной составляющей тока в трехфазных сетях. Технический результат заявленного изобретения выражается в снижении материалоемкости за счет замены двух трансформаторов тока, обладающих высокой массой и стоимостью, двумя дифференцирующими индукционными преобразователями тока и упрощении конструкции и, как следствие, снижении трудоемкости изготовления за счет того, что устройство имеет два, а не четыре выходных зажима, к которым подводится пропорциональная активному току источника напряжения разность напряжений первого и второго мостовых выпрямителей. При этом в устройстве для измерения активного тока трехфазного источника напряжения в качестве измерительных преобразователей переменного тока применены первый и второй дифференцирующие индукционные преобразователи тока, катушки которых индуктивно связаны с одним и тем же токопроводом тока нагрузки, который подключен ко второму зажиму трехфазного источника напряжения, а также вторые выходные зажимы первого и второго мостовых выпрямителей объединены в один общий узел, к которому подключены вторые крайние зажимы первого и второго переменных резисторов. Начала катушек первого и второго дифференцирующих индукционных преобразователей тока подключены соответственно ко вторым входным зажимам первого и второго мостовых выпрямителей, а выводы подвижных контактов первого и второго переменных резисторов являются выходными зажимами устройства. 2ил.

Способ обнаружения несанкционированного запараллеливания фидеров распределительных подстанций на стороне потребителя и устройство для его осуществления // 2520163

Предлагаемое изобретение относится к измерительной технике, а именно к системам мониторинга режимов потребления электроэнергии. Способ основан на определении степени корреляции (статистической взаимосвязанности), разности амплитуд и разности фаз токов потребления на интервале времени анализа. По результатам анализа токов потребления принимается решение о принадлежности сигналов с датчиков токов потребления по анализируемым присоединениям к классу, соответствующему несанкционированному запараллеливанию фидеров, или к классу, соответствующему отсутствию факта запараллеливания. Устройство осуществления данного способа содержит датчики тока потребления, аналого-цифровые преобразователи, амплитудные и фазовые детекторы, коррелятор, блок вычисления невязки, пороговые устройства, блок формирования порогов, решающее устройство, устройство индикации. Технический результат заключается в возможности выявления факта несанкционированного запараллеливания фидеров распределительных подстанций на стороне потребителя. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Устройство для гальванического разделения сигналов // 2522913

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть использовано, например, для контроля напряжения гальванически развязанного аккумулятора. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей. Для этого заявленное устройство содержит автоколебательный блокинг-генератор с нагрузочной обмоткой, пиковый детектор, первую и вторую клеммы для подключения приемника сигнала, первый конденсатор, диодно-резистивный делитель, первую и вторую клеммы для подключения источника сигнала, резистор, второй и третий конденсаторы, резистивный делитель, первый и второй n-канальные полевые транзисторы с изолированным затвором, дополнительный выход. 1 ил.