Магнитомодуляционный измерительный преобразователь постоянного тока

 

ОП КСАН ИЕ

ИЗО6РЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сотов Советскик

Социапистическик

Респубики 935797 (61) Дополнительное к авт. свил-ву (5 l ) M: Кл.

3 (22) Заявлено 02. 10. 80 (21) 29905/О/18-21 с присоединением заявки М (23) Приоритет

G 01 К 19/00

Н 01 F 40/06

Гееудерстееиныи кемитет

СССР иа делам изебретеиий и открытий

ОпУбликовано 15.06.82. Бюллетень М 22

Дата опубликования описания 15.06.82 (53) УДК 621.317. . 7(088. 8) (72) Авторы изобретения

M.À. Ураксеев, Е.M. Шарапов, В.Д. Бепицкий и В.П. Громов . (7I ) Заявители

Уфимский авиационный институт им. Орджоникидзе и Уфимское моторостроительное производственное объединение (54) МАГНИТОМОДУЛЯЦИОННЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

ПОСТОЯННОГО ТОКА

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для бесконтактного измерения постоянного тока.

Известно устройство для измерения больших постоянных токов, содержащее разъемный магнитопровод, состоящий из двух идентичных половин, охватывающих шину с измеряемым током, каждая половина магнитопровода состоит из нескольких концентрично расположенных дуг, соединенных между собой на концах перемычками, на дугах расположены модуляционные и измерительные обмотки t.1).

Существенными недостатками этого устройства являются невозможность плавного регулирования чувствительности, низкая точность, плохая повторяемость статической характеристики от образца к образцу, нетехноло-. гичность изготовления конструкции.

Эти недостатки обусловлены тем, что длина пути рабочего магнитного пото2 ка не изменяется, что не позволяет плавно регулировать чувствительность.

От вибрации и изменения температуры в процессе эксплуатации устройства происходит значительное изменение магнитного сопротивления соединений встык дуг магнитопровода, что обуславливает низкую точность измерения и плохую повторяемость статической характеристики. Нетехнологичность

1О изготовления конструкции вызвана сложной геометрической формой сердечников магнитопровода и сложным их расположением, что увеличивает трудоемкость изготовления конструк15 ции и стоимость ее .ремонтов.

Наиболее близким к изобретению является устройство, содержащее ферромагнитный магнитопровод, выполнен20 . ный в виде двух концентрически расположенных цилиндрических сердечни- . ков, обмотку возбуждения, охватывающую оба сердечника магнитопровода, одновитковую обмотку постоянного то3 93 ка и подвижную измерительную обмотку на внутреннем сердечнике 32J

Недостатками этого устройства также является- низкая точность измерения и малая чувствительность. Перемещение измерительной обмотки и присоединенных к ней измерительных проводников, выполняемое для изменения диапаэона измеряемого тока, значительно сокращает долговечность измерительной цепи, снижает безотказность процесса измерения и увеличивает стоимость ремонтов, что вызывает низкую надежность устройства.

Цель изобретения " повышение точ,ности измерения, увеличение чувствительности и надежности преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что в ма.гнитомодуляционном измерительном преобразователе постоянного тока, содержащем ферромагнитный магнитопровод с размещенными на нем измерительной и модуляционной обмотками, входную обмотку постоянного тока,магнитопровод выполнен в виде двух параллельных одностержневых сердечников, соединенных в середине ферромагнитной. перемычкой,по обе стороны которой раз-. мещены два подвижных П-образных сердечника, длинные стержни которых образуют равномерные зазоры со смежными одностержневыми сердечниками, на сердечниках по обе стороны от перемычки расположены идентичные секции измерительной обмотки, соединенные между собой последовательно и встречно, а на перемычке размещена модуляционная обмотка.

На чертеже изображен предлагаемый преобразователь, общий вид,.

Преобразователь состоит из ферромагнитного магнитопровода, содержащего сердечники 1-4 и ферромагнитную перемычку 5, входную обмотку 6 постоянного тока, измерительную обмотку, содержащую секции 7, 8, 9 и 10, и модуляционную обмотку 11. Магнитопровод выполнен из двух параллельных одностержневых сердечников 1 и 2, соединенных в середине ферромагнитной перемычкой 5, и двух подвижных

П-образных ферромагнитных сердечников 3 и 4, расположенных по обе стороны от перемычки 5, длинные стержни которых образуют равномерные зазоры с сердечниками 1 и 2, обмотка 6 постоянного тока выполнена одновитковой, и размещена в окне магнитопровода, 5797 4 образованном участками сердечников

1 и 2, перемычкой 5 и сердечником 3 (или 4). Измерительная обмотка выполнена из четырех идентичных секций 7-10, соединенных последовательно и встречно, которые размещены на сердечниках 1 и 2 по обе стороны от перемычки 5. Модуляционная обмотка

11 размещена на перемычке 5.

Магнитомодуляционный измерительный преобразователь постоянного тока работает следующим образом.

Модуляционная обмотка 11 подключена к источнику переменного напряжения и создает в левой части объемов сердечников 1, 2 и сердечнике 3 поле 12 (Н „), а в правой части объемов сердечников 1, 2 и сердечнике 4 — поле

13 (Н„„).

При синусоидальном изменении полей модуляции Й1„и Й1„, равных по величине, но противоположных по направлению, дифференциальная относительная магнитная проницаемость сердечников магнитопровода изменяется с удвоенной частотой. Измеряемый ток 14 (1) соз.дает постоянное поле (Ни), которое разветвляется на 16 (Ни.,) и 17 (Ни ).

Поля Ни1 и Ни направлены вдоль сердечников 1 и 2. В каждый момент времени в правой части объемов сердечников 1,2 и сердечнике 4 действует разность напряженностей (Ни-Йм ), а в левой части объемов сердечников

1, 2 и сердечников 3 - сумма (Ни +

+ Йм„). Для магнитных индукций в сердечнйках левой и правой половины магнитопровода запишем

В„= В (НИ g+ Йм1), 8+- -8 (Ни-йм ) ао

Изменяющаяся во времени проницаемость при наличии постоянного поля приводит к пульсации с удвоенной частотой магнитных индукций, что создает вменение потока постоянного маг45 нитного поля, котореый индуктирует в секциях 7, 8, 9 и 10 измерительной обмотки переменную ЭДС удвоенной частоты, .величина которой пропорциональ на напряженности постоянного поля, а следовательно, и измеряемому постоянному току.

Перемещение сердечника 3 в крайнее левое положение, а сердечника 4 в крайнее правое, когда концы их стержней имеют координаты 18 (ХhhQKc<1 и 19 (Х )соответственно,расширяет диапазон измеряемого постоянного токаминимальная чувствительность.Переме935797 щение же сердечника 3 в крайнее правое положение, а сердечника 4 в крайнее левое, когда концы их стержней имеют координаты 20 (Х=О ) и 21 (Х=О ) соответственно, обеспечивает максимальную чувствительность, увеличивает разрешающую способность и расширяет нижний предел измерения величин постоянного тока..

Перемещение сердечников 3 и 4 для 16 изменения пределов измерения не требует перемещения чувствительных элементов и соединительных проводов, что обеспечивает их сохраняемость, долговечность устройства в целом !5 и безотказность его работы. Изменение длины пути магнитного потока по стали путем продольного перемещения сердечников 3 и 4 при минимальных воздушных зазорах и больших их ze площадях между сердечниками 1, 2 и смежными с ними длинными стержнями сердечников 3 и 4 позволяет повысить чувствительность, увеличить разрешающую способность, обеспечить высокую 2$ точность во всем диапазоне измерения и улучшить повторяемость. статической характеристики от образца к образцу.

Симметричное размещение секций 7-10 измерительной обмотки на участках .сердечников f и 2 с противоположных сторон перемычки 5 обеспечивает уничтожение сигналов, наводимых в измерительной обмотке, IlpM воздействии на преобразователь внешних магнитных по- 35 лей, так как наводимые ЭДС имеют одинаковые величины и различное направление, что обеспечивает высокую защищаемость устройства от влияния внешних магнитных полей и ферромагнитных масс. Улучшение эксплуатационных.качеств устройства обеспечивается удобством и снижением требования к его монтажу и наладке, так как не требуется разрыв цепи измеряемого тока, разборки стыковых соединений магнитопровода, а также малой чувствитель° ности устройства к смещению обмотки постоянного тока из центрального положения в окне магнитопровода. Кроме того, конструкция предлагаемого преобразователя проста, так как сердечники магнигопровода имеют простые геометрические формы, сто позволяет упростить технологию изготовления и снизить трудоемкость по сравнению с известным устройством.

Формула изобретения

Магнитомодуляционный измерительный преобразователь постоянного тока, содержащий ферромагнитный магнитопровод с размещенными на нем измерительной и модуляционной обмотками, входную обмотку постоянного. тока, о т л и ч à ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения, увеличения чувствительности и надежности преобразователя, магнитопровод выполнен в виде двух параллельных одностержневых сердечников, соединенных в середине ферромагнитной перемычкой, по обе стороны которой размещены два подвижных П-образных сердечника, длинные стержни которых образуют -равномерные зазоры со смежными одностержневыми сердечниками, на сердечниках по обе стороны or перемычки расположены идентичные секции измерительнрй обмотки, соединеннне между собой последовательно и встречно, а на перемычке размещена модуляционная обмотка.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Плактиев А.И. Бесконтактные преобразователи и измерители больших постоянных токов. Ташкент, изд-во "ФАН"

Узбекской ССР, 1979., с. 59, рис.25а.

2. Авторское свидетельство СССР

N 427404, кл Н 01 F 40/06, 22.05.72.

935797

Составитель Т.Веремейкина

Редактор М. Петрова Техред И. Гайду Корректор Н.Стец

Заказ 4199/44 Тираж 717 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, N-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4