Датчик магнитного поля

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскни

Социалистическии

Республик

<»1851291 (61) Дополнительное к авт. свид-ву

@1 K 3 (22) Заявлено 101079 (21) 2829789/18-21.с присоединением заявки Но

G 01 R 33 /02

Государственный комнтет

СССР по делам нзобретеннй н mxpamsA (23) Приоритет (53). УДК 6 2 1. 317 . 44 (088. 8) Опубликовано 300781. Бюллетень ЙЯ 28 с

Дата опубликования описания 300781 (72) Авторы изобретения

А. А. Муравицкий,A.Ì.Ñåìåíoâ и В.П.Коротхий

Институт электроники АН Белорусской ССР (71) Заявитель (54) ДАТЧИК МАГНИТНОГО ПОЛЯ

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения переменного тока в расположенных на небольшом расстоянии друг от друга токопроводах (например, печатного или навесного монтажа) беэ разрыва цепи тока и без гальванической связи между цепью измеряемого тока и измерительной цепью.

Известен датчик магнитного поля переменного тока, состоящий.из П- образного сердечнина и двух дифференциально включенных измерительных обмоток, расположенных на боковых стержнях сердечника (1). l5

Недостатком данного датчика является невысокая точность измерения при близком расположении контролируемого и помехонесущих токопроводов.

Цель изобретения — повышение точ- 20 ности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в датчик магнитного поля, содержащий П-образный сердечник с расположенными на его стержнях дифференциально включенными измерительными обмотками, введены два магнитопровода, расположенные по обе сторрны от П-образного сердечника и соединенные с ним, причем толщина стержней З0

П-образного сердечника равна расстоянию между ними и относится к толщине стержней введенных магнитопроводов, равной расстоянию от них до П-образного сердечника, как 2:1.

На фиг. 1 представлена конструкция предлагаемого датчика; на фиг. 2 схема экспериментального определения помехоэащищенностн датчика.

Датчик магнитного поля состоит иэ П-образного магннтопроводящего сердечника 1, на стержнях- 2 и 3 ко- . торого расположены измерительные обмотки 4 и 5.Обмотки содержат одинаковое количество витков и включены дифференциально. По обе стороны от П-образного сердечника расположены введенные магнитопроводы 6 и 7. П-образный сердечник 1 и магнитопроводы 6 и 7 выполнены как одно целое из ферромагнитного материала.

Толщина магнитопроводов П-обраэного сердечника равна расстоянию между ними и относится к толщине введенных магнитопроводов, равной, расстоянию от последних до П«образного сердечника, как 2г1. Оптимальное в смысле помехозащищенности соотношение между размерами конструктивных элементов датчика и минимальньм расстоянием А меж851291

Формула изобретения

$6

55 ду проводниками,в которых необходимо измерять токовые сигналы: толщина стержней П-образного сердечника 0,4А, толщина введенных магнитопроводов

0,2 А расстояние между стержнями

П-образного сердечника 0,4 А и расстояние от введенных магнитопроводов до стержней П-образного сердечника 0,2 A.

Датчик работает следующим образом.

Для измерения тока датчик располагается над контролируемым проводником

8 таким образом, чтобы ось симметрии датчика находилась над осью симметрии проводника (фиг. 1) . Магнитные потоки, создаваемые в стержнях 2 и 3 сердечника контролируемым током, направлены встречно, поэтому ЭДС,наводимые в измерительных обмотках 4

° и 5, суммируются вследствие их дифференциального включения и на выходе датчика появляется сигнал, содержащий информацию о контролируемом токе. При.наличии помехонесущего токопровода 9 рядом с контролируемым в стержнях 2 и 3 сердечника наводятся магнитные потоки помех Ф) и Ф соответственно. Благодаря наличию магнитопровода 6 поток помехи Ф возрастает вследствие уменьшения воздушного зазора, по которому замыкаются магнитные силовые линии помехи через стержень 2. С другой стороны, магнитный поток Ф2 несколько уменьшается вследствие экранирующего действия магнитопровода 6 (некоторая часть магнитного потока Ф2 теперь замыкается по более короткому пути - через магнитопровод 6), В результате благодаря наличию магнитопровода 6 магнитные потоки

Ф и Ф > помехи уравниваются по величине, т.е., в измерительных обмотках 4 и 5 индуцируются одинаковые по величине ЭДС, которые компенсируются вследствие дифференциального включения. обмоток и на выходе датчика сигнал помехи отсутствует.

Так как дополнительные магнитопроводы расположены с двух сторон от П-образного сердечника, то помехозащищенность датчика обладает симметрией, т.е. если помехонесущий токопровод 10 расположен слева от контролируемого (фиг. 1), то магнитные потоки помех в основных стержнях магнитопровода датчика уравниваются .благодаря наличию магнитонровода 7..

Такое расположение введенных маг5

f0

ЗО нитопроводов позволяет проводить измерение тока в проводнике, в непосредственной близкости от которого расположены один или несколько помехонесущих токопроводов.

Помехи от токопроводов, расположенных на значительном удалении от контролируемого провода, устраняются за счет дифференциального включения измерительных обмоток. Поэтому помехозащищенность датчика оценивают по уровню сигнала помехи на выходе датчика при условии, что помехонесущий токопровод находится в непосредственной близкости от контролируемого.

В данном случае наиболее объектив но можно оценить помехозащищенность датчика, исследуя экспериментально его пространственную разрешающую способность (избирательность). Для этого датчик (фиг. 2). перемещают в горизонтальной плоскости с помощью микрометрического винта над контролируемым проводником 8 в направлении, перпендикулярном оси симметрии последнего.

Выходной сигнал датчика после преобразования и усиления интегрирующим усилителем 11 регистрируют .На экране осциллографа 12, посредством которого определяют его основные параметры : амплитуду, полярность и т.п. В ходе экспериментов изменяют размеры введенных магнитопроводов с целью определения оптимальной в смысле помехозащищенности конструкции датчика.

Датчик магнитного -поля, содержащий П-образный сердечник с расположенными на его стержнях дифференциально включенными измерительными обмотками, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, он снабжен двумя магнитопроводами, расположенными по обе стороны

П-образного сердечника и соединенными с ним, при этом толщина стерж- . ней П-образного сердечника . равна расстоянию между ними и относится к толщине стержней, введенных магнитопроводов, равной расстоянию от иих до П-образного сердечника, как 2: 1.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 245907, кл. G 01 R 19/02, 1968.

851291

Составитель Ф,Тарнопольская

Редактор М.Митровка Техред М. Коштура Корректор Г. Решет ник

Заказ 6345/63 Тираж 732 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, щ-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r..Óæãîðoä, ул. Проектная, 4