RU128338U1

RU128338U1 - CURRENT METER

Info

Publication number: RU128338U1
Application number: RU2012154140/28U
Authority: RU
Inventors: Николай Моисеевич Пушкин; Анатолий Николаевич Филиппов
Original assignee: Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение измерительной техники"
Priority date: 2012-12-13
Filing date: 2012-12-13
Publication date: 2013-05-20

Abstract

Измеритель токов, содержащий немагнитный корпус, в котором расположен элемент Холла, усилитель, подключенный входом к элементу Холла, магнитопровод, имеющий зазор, в котором установлен элемент Холла, и охватывающий провод с измеряемым током, блок питания, подключенный к усилителю и элементу Холла, причем выход усилителя подключен к индикатору, отличающийся тем, что в него введены немагнитная перемычка, n-1 элементов Холла, где n - число измерительных каналов, n-1 магнитопроводов для размещения n-1 проводников с измеряемыми токами, в зазоры которых установлены соответствующие элементы Холла, n-1 усилителей, подключенных входами к соответствующим элементам Холла, n-1 индикаторов, подключенных к выходам соответствующих усилителей, причем каждый i-й магнитопровод, где i=1…n, имеет съемную i-ю часть, каждая из которых встроена в немагнитную перемычку, которая при установке на корпус замыкает все магнитопроводы соответствующими съемными частями магнитопроводов, блок питания подключен ко всем усилителям и элементам Холла.A current meter comprising a non-magnetic housing in which the Hall element is located, an amplifier connected to the input to the Hall element, a magnetic circuit having a gap in which the Hall element is installed and enclosing a wire with a measured current, a power supply connected to the amplifier and the Hall element, the amplifier output is connected to an indicator, characterized in that a non-magnetic jumper, n-1 Hall elements, are introduced into it, where n is the number of measuring channels, n-1 magnetic circuits for accommodating n-1 conductors with measured currents, in the gaps of which the corresponding Hall elements, n-1 amplifiers connected by inputs to the corresponding Hall elements, n-1 indicators connected to the outputs of the respective amplifiers are installed, each i-th magnetic circuit, where i = 1 ... n, has a removable i-th part, each of which is built into a non-magnetic jumper, which, when installed on the case, closes all the magnetic cores with the corresponding removable parts of the magnetic cores, the power supply is connected to all amplifiers and Hall elements.

Description

Полезная модель относится к измерительной технике, в частности, к измерению токов с использованием эффекта Холла.The utility model relates to measuring technique, in particular, to measuring currents using the Hall effect.

Известен измеритель тока, содержащий датчик тока в виде резистивного шунта, включенного последовательно с цепью, по которой протекает измеряемый ток, и измерительную схему, подключенную к резистивному шунту (Интегральный измеритель тока (микросхема) МАХ471 компании Maxim-Dallas. Журнал «Электронные компоненты», №9, 2005 г., стр.59-63).Known current meter containing a current sensor in the form of a resistive shunt connected in series with the circuit through which the measured current flows, and a measuring circuit connected to a resistive shunt (Integrated current meter (microcircuit) MAX471 company Maxim-Dallas. Journal "Electronic components", No. 9, 2005, pp. 59-63).

Недостатком данного измерителя является гальваническая связь датчика тока и измерительной схемы с цепью, по которой протекает измеряемый ток, а так же относительно большая мощность, рассеиваемая на резистивном шунте.The disadvantage of this meter is the galvanic connection of the current sensor and the measuring circuit with the circuit through which the measured current flows, as well as the relatively high power dissipated on the resistive shunt.

Указанные недостатки отсутствуют в выбранном в качестве прототипа датчике тока с выходом по напряжению, содержащем немагнитный корпус, в котором расположен элемент Холла, усилитель, подключенный к элементу Холла, магнитопровод, имеющий зазор, в котором установлен элемент Холла, и охватывающий провод с измеряемым током (Измеритель типа CSLACD с микросхемой SS94A1 фирмы Honeywell http://www.compel.ru/images/catalog/334/CSLA2CD/htm.). Корпус измерителя имеет круглое входное отверстие, в которое вводится проводник с измеряемым током и которое охвачено магнитопроводом кольцевой формы. Выходное напряжение этого датчика прямо пропорционально измеряемому току. Нулевое значение тока соответствует половинной величине напряжения питания.These drawbacks are absent in the selected current prototype current sensor with a voltage output containing a non-magnetic housing in which the Hall element is located, an amplifier connected to the Hall element, a magnetic circuit having a gap in which the Hall element is installed, and covering the wire with the measured current ( CSLACD type meter with Honeywell SS94A1 chip http://www.compel.ru/images/catalog/334/CSLA2CD/htm.). The meter housing has a round inlet into which a conductor with a measured current is inserted and which is surrounded by a ring-shaped magnetic circuit. The output voltage of this sensor is directly proportional to the measured current. A zero current value corresponds to half the value of the supply voltage.

Недостатком данного устройства является то, что для ввода во входное отверстие измерителя тока проводника, по которому протекает измеряемый ток, необходимо его отсоединять от источника питания, что бывает недопустимо для некоторых агрегатов и сложных систем.The disadvantage of this device is that to enter the conductor current meter through which the measured current flows, it must be disconnected from the power source, which is unacceptable for some units and complex systems.

Другим недостатком данного устройства является его одноканальность, что не позволяет одновременно контролировать несколько электрических цепей.Another disadvantage of this device is its single-channel, which does not allow you to simultaneously control multiple electrical circuits.

Ожидаемый технический результат полезной модели заключается в расширении функциональных возможностей измерителя тока за счет увеличения числа измерительных каналов устройства и упрощения ввода в измеритель токов проводов с измеряемыми токами.The expected technical result of the utility model is to expand the functionality of the current meter by increasing the number of measuring channels of the device and simplifying the input of wires with measured currents into the meter.

Поставленная задача решается тем, что в измеритель токов, содержащий немагнитный корпус, в котором расположен элемент Холла, усилитель, подключенный входом к элементу Холла, магнитопровод, имеющий зазор, в котором установлен элемент Холла, и охватывающий провод с измеряемым током, блок питания, подключенный к усилителю и элементу Холла, причем выход усилителя подключен к индикатору, отличающийся тем, что в него введены немагнитная перемычка, n-1 элементов Холла, где n - число измерительных каналов, n-1 магнитопроводов для размещения n-1 проводников с измеряемыми токами, в зазоры которых установлены соответствующие элементы Холла, n-1 усилителей, подключенных входами к соответствующим элементам Холла, n-1 индикаторов, подключенных к выходам соответствующих усилителей, причем каждый i-ый магнитопровод, где i=1…n, имеет съемную i-ую часть, каждая из которых встроена в немагнитную перемычку, которая при установке на корпус замыкает все магнитопроводы, соответствующими съемными частями магнитопроводов, блок питания подключен ко всем усилителям и элементам Холла.The problem is solved in that in a current meter containing a non-magnetic housing in which the Hall element is located, an amplifier connected to the input to the Hall element, a magnetic circuit having a gap in which the Hall element is installed and covering a wire with a measured current, a power supply connected to the amplifier and the Hall element, and the output of the amplifier is connected to an indicator, characterized in that a non-magnetic jumper is inserted into it, n-1 Hall elements, where n is the number of measuring channels, n-1 magnetic circuits to accommodate n-1 wire with measured currents, in the gaps of which the corresponding Hall elements are installed, n-1 amplifiers connected to the inputs of the corresponding Hall elements, n-1 indicators connected to the outputs of the corresponding amplifiers, each i-th magnetic circuit, where i = 1 ... n, has a removable i-th part, each of which is built into a non-magnetic jumper, which, when installed on the case, closes all the magnetic cores, with the corresponding removable parts of the magnetic cores, the power supply is connected to all amplifiers and Hall elements.

На чертеже для примера приведена функциональная схема 3-х канального измерителя токов.The drawing shows, for example, a functional diagram of a 3-channel current meter.

Измеритель токов содержит немагнитный корпус 1, в котором расположены элементы Холла 2.1-2.3, усилители 3.1-3.3, подключенные входами к соответствующим элементам Холла 2.1-2.3, магнитопроводы 4.1-4.3, имеющие зазоры 5.1-5.3, в которые встроены элементы Холла 2.1-2.3, и охватывающие провода 6.1-6.3 с измеряемыми токами. Каждый магнитопровод 4.1-4.3 имеет съемную часть 7.1-7.3, каждая из которых встроена в немагнитную перемычку 8, которая при установке на корпус 1 замыкает все магнитопроводы 4.1-4.3, соответствующими съемными частями магнитопроводов 7.1-7.3. Блок питания 9 подключен к элементам Холла 2.1-2.3 и к усилителям 3.1-3.3. Выходы усилителей 3.1-3.3 подключены к индикаторам 10.1-10.3. Немагнитная перемычка 8 при установке на корпус 1 фиксируется на нем двумя винтами 11.1-11.2, что обеспечивает точное расположение съемных частей магнитопроводов 7.1-7.3 на соответствующих магнитопроводах 4.1-4.3, установленных в корпусе 1.The current meter contains a non-magnetic housing 1, in which Hall elements 2.1-2.3 are located, amplifiers 3.1-3.3 connected by inputs to the corresponding Hall elements 2.1-2.3, magnetic circuits 4.1-4.3 having gaps 5.1-5.3, in which Hall elements 2.1-2.3 are integrated , and covering wires 6.1-6.3 with measured currents. Each magnetic circuit 4.1-4.3 has a removable part 7.1-7.3, each of which is built into a non-magnetic jumper 8, which when installed on the housing 1 closes all magnetic circuits 4.1-4.3, the corresponding removable parts of the magnetic circuits 7.1-7.3. The power supply 9 is connected to the Hall elements 2.1-2.3 and to the amplifiers 3.1-3.3. The outputs of the amplifiers 3.1-3.3 are connected to the indicators 10.1-10.3. Non-magnetic jumper 8 when installed on the housing 1 is fixed on it with two screws 11.1-11.2, which ensures the exact location of the removable parts of the magnetic cores 7.1-7.3 on the corresponding magnetic cores 4.1-4.3 installed in the housing 1.

Для измерения токов в проводниках 6.1-6.3, последние укладываются в пазы корпуса 1, образованные магнитопроводами 4.1-4.3, затем на корпус 1 устанавливается и фиксируется винтами 11.1, 11.2 перемычка 8, которая съемными частями магнитопроводов 7.1-7-3 замыкает магнитопроводы 4.1-4.3, охватывая проводники 6.1-6.3.To measure currents in conductors 6.1-6.3, the latter are placed in the grooves of the housing 1 formed by magnetic circuits 4.1-4.3, then a jumper 8 is installed and fixed with screws 11.1, 11.2 on the housing 1, which closes the magnetic circuits 4.1-4.3 with removable parts of the magnetic conductors 7.1-7-3 covering the conductors 6.1-6.3.

При отсутствии тока в проводниках 6.1-6.3 на элементы Холла 2.1-2.3 не воздействует магнитное поле, поэтому на выходах усилителей 3.1-3.3 присутствуют исходные напряжения смещения, равные половине напряжения питания U1=U2=U3=E/2. При наличии постоянных токов в проводниках 6.1-6.3 вокруг них создаются постоянные магнитные поля, которые концентрируются соответствующими магнитопроводами 4.1-4.3, 7.1-7.3 в зазорах 5.1-5.3, и воздействуют и на соответствующие элементы Холла 2.1-2-3. На выходах усилителей 3.1-3.3 появляются приращения сигналов ΔU1-ΔU3, прямо пропорциональные величинам магнитных полей и измеряемым токам в проводниках 6.1-6.3. В зависимости от направлений, в которых протекают измеряемые токи, приращения напряжений ΔU1-ΔU3 либо складываются, либо вычитаются с постоянными смещениями U1-U3, которые индицируются соответствующими вольтметрами.In the absence of current in conductors 6.1-6.3, Hall elements 2.1-2.3 are not affected by a magnetic field, therefore, at the outputs of amplifiers 3.1-3.3, the initial bias voltages equal to half the supply voltage U1 = U2 = U3 = E / 2 are present. In the presence of constant currents in conductors 6.1-6.3, constant magnetic fields are created around them, which are concentrated by the corresponding magnetic circuits 4.1-4.3, 7.1-7.3 in the gaps 5.1-5.3, and affect the corresponding Hall elements 2.1-2-3. At the outputs of amplifiers 3.1-3.3, signal increments ΔU1-ΔU3 appear, which are directly proportional to the magnitudes of the magnetic fields and the measured currents in the conductors 6.1-6.3. Depending on the directions in which the measured currents flow, the voltage increments ΔU1-ΔU3 are either added up or subtracted with constant offsets U1-U3, which are indicated by the corresponding voltmeters.

Увеличение числа измерительных каналов устройства и облегчение ввода в измеритель тока проводов с измеряемыми токами позволяет повысить эффективность измерений на испытательных стендах и электрических агрегатах.Increasing the number of measuring channels of the device and facilitating the input of wires with measured currents into the current meter makes it possible to increase the efficiency of measurements on test benches and electrical units.

Claims

A current meter comprising a non-magnetic housing in which the Hall element is located, an amplifier connected to the input to the Hall element, a magnetic circuit having a gap in which the Hall element is installed and enclosing a wire with a measured current, a power supply connected to the amplifier and the Hall element, the amplifier output is connected to an indicator, characterized in that a non-magnetic jumper, n-1 Hall elements, are introduced into it, where n is the number of measuring channels, n-1 magnetic circuits for accommodating n-1 conductors with measured currents, in the gaps of which the corresponding Hall elements, n-1 amplifiers connected by inputs to the corresponding Hall elements, n-1 indicators connected to the outputs of the respective amplifiers are installed, each i-th magnetic circuit, where i = 1 ... n, has a removable i-th part, each of which is built into a non-magnetic jumper, which, when installed on the case, closes all the magnetic cores with the corresponding removable parts of the magnetic cores, the power supply is connected to all amplifiers and Hall elements.