RU190742U1 - Конструкция разъемного бесконтактного преобразователя электрического тока - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к электроизмерительной технике, предназначена для преобразования электрического тока, протекающего в измеряемом проводнике, в электрический сигнал. Полезная модель может быть использована для электротехнических устройств регистрации тока в проводниках.Конструкция разъемного бесконтактного преобразователя электрического тока содержит корпус из немагнитного материала с отверстием для размещения измеряемого проводника. Корпус выполнен из двух частей: основания 3 и крышки 4. В верхней части основания 3 выполнен открытый U-образный паз 5 с образованием при закрытии крышки 4 сквозного отверстия 2 для размещения в нем измеряемого проводника. Крышка 4 установлена на основание 3 с помощью оси 6 с возможностью поворота крышки 4 вокруг оси 3. По одну сторону оси 6 между основанием 3 и крышкой 4 размещена пружина 7, а по другую сторону оси 6 расположен U-образный паз 5. Концентратор магнитного потока выполнен из трех частей: две части которого симметрично размещены в основании 3 вдоль U-образного паза 5, а третья часть концентратора размещена в крышке 4. Магниточувствительный элемент размещен в зазоре между двумя симметричными частями концентратора, которые расположены вокруг U-образного паза 5.Технический результат, получаемый при реализации заявляемой полезной модели, выражается в уменьшении времени подготовки к измерениям с одновременным повышением магниточувствительности и точности измерений. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Полезная модель относится к электроизмерительной технике, предназначена для преобразования электрического тока протекающего в измеряемом проводнике в электрический сигнал. Полезная модель может быть использована для электротехнических устройств регистрации тока в проводниках.

Известно изобретение по патенту США №4791361 (МПК G01R 1/04, опубл. 13.12.1988 г.), в котором описано техническое решение датчика тока, который содержит корпус из немагнитного материала с отверстием для размещения измеряемого проводника, концентратор магнитного потока и чувствительный элемент.

Известен разъемный датчик тока по патенту Российской Федерации на полезную модель №108364 (МПК G01R 19/15, опубл. 20.09.2011), содержащий корпус, магнитопровод и чувствительный элемент, при этом корпус выполнен из немагнитного материала, состоит из двух частей - основания и кожуха - и имеет в месте стыка сквозное отверстие для размещения измеряемого проводника, а замкнутый магнитопровод, расположенный в корпусе датчика, выполнен из магнитомягкого материала.

Известен датчик тока по патенту Российской Федерации на полезную модель №21457 (МПК G01R 19/15, G01R 1/04 опубл. 20.01.2002), содержащий корпус из немагнитного материала с полостью для размещения измеряемого проводника, концентратор магнитного потока, расположенный в корпусе датчика, а также чувствительный элемент, отличающийся тем, что датчик выполнен разъемным, с возможностью контроля голых проводников, и состоит из двух частей, по меньшей мере, одна из которых снабжена чувствительным элементом, при этом концентратор магнитного потока в рабочем положении датчика образует замкнутый контур.

Известен датчик тока по патенту Российской Федерации на изобретение №2100811 (МПК G01R 19/15, G01R 1/04 опубл. 27.12.1997), содержащий корпус из немагнитного материала, включающий основание и две противолежащие стенки, концентратор магнитного потока, размещенный по меньшей мере частично внутри корпуса, полость для размещения измеряемого проводника, а также чувствительный элемент. Датчик снабжен автономной капсулой из немагнитного материала, а чувствительный элемент размещен внутри капсулы, которая снабжена терминалами, соединенными с чувствительным элементом, при этом полость для размещения измеряемого проводника образована концентратором магнитного потока, выполненного из магнитомягкого материала и имеющего в сечении U-образную форму, основание концентратора магнитного потока размещено над основанием корпуса, наружные поверхности стенок концентратора магнитного потока жестко соединены с внутренними поверхностями стенок корпуса, капсула в рабочем состоянии установлена внутри упомянутой полости над измеряемым проводником и жестко соединена со стенками концентратора магнитного потока, а чувствительный элемент выполнен в виде катушки индуктивности с сердечником, ориентированным в рабочем состоянии так, что проекция вектора магнитного потока, сформированного протеканием тока через измеряемый проводник, на ось сердечника отлична от нуля. Данное техническое решение может быть использовано в качестве прототипа.

Недостатками указанных датчиков является сложность при эксплуатации, связанная с необходимостью фиксации крепежными элементами частей корпуса.

Техническая проблема, на решение которой направлена полезная модель, состоит в создании бесконтактного преобразователя электрического тока удобного при эксплуатации.

Технический результат, обеспечиваемый заявляемой полезной моделью, заключается в уменьшении времени подготовки к измерениям с одновременным повышением магниточувствительности и точности измерений. Уменьшение времени подготовки к измерениям достигается за счет установки измеряемого проводника в корпус без нарушения его целостности путем нажатия с одной стороны на крышку, с обеспечением легкого подъема крышки и возврата ее в исходное положение при снятии нажатия.

Для достижения вышеуказанного технического результата в бесконтактном преобразователе электрического тока, содержащим корпус из немагнитного материала с отверстием для размещения измеряемого проводника, концентратор магнитного потока и магниточувствительный элемент, где корпус выполнен из двух частей, по меньшей мере, одна из которых снабжена магниточувствительным элементом, корпус содержит основание и крышку, в верхней части основания выполнен открытый U-образный паз с образованием при закрытии крышки сквозного отверстия для размещения в нем измеряемого проводника, концентратор магнитного потока выполнен из трех частей: две части которого симметрично размещены в основании вдоль U-образного паза с размещением в зазоре между ними магниточувствительного элемента, а третья часть концентратора размещена в крышке, крышка установлена на основание с помощью оси с возможностью поворота крышки вокруг оси, причем по одну сторону оси между основанием и крышкой установлена пружина, а по другую сторону оси расположен U-образный паз.

В частном случае реализации полезной модели магниточувствительный элемент выполнен в виде мостовой схемы Уинстона.

В частном случае реализации полезной модели конструкция разъемного бесконтактного преобразователя электрического тока дополнительно содержит схему усиления, соединенную с магниточувствительным элементом.

В частном случае реализации полезной модели магниточувствительный элемент может быть выполнен на основе биполярного магнитотранзистора или на основе полупроводникового диода с осью чувствительности вдоль поверхности кристалла.

Корпус содержит основание и крышку, в верхней части основания выполнен открытый U-образный паз с образованием при закрытии крышки сквозного отверстия для размещения в нем измеряемого проводника, крышка установлена на основание с помощью оси с возможностью поворота крышки вокруг оси, причем по одну сторону оси основание и крышка скреплены пружиной, а по другую сторону оси расположен U-образный паз - такое выполнение корпуса и крепления крышки позволяет легко устанавливать в U-образный паз измеряемый проводник (проводник, в котором измеряется ток). Выполнение концентратора магнитного потока из трех частей: две части которого симметрично размещены в основании вдоль U-образного паза, а третья часть концентратора размещена в крышке таким образом, что своими концами соприкасается с двумя частями концентратора, размещенными в основании, позволяет создавать непрерывный контур вокруг измеряемого проводника с током и зазором для размещения магниточувствительного элемента. Магниточувствительный элемент размещают в зазоре между двумя симметричными частями концентратора, которые расположены вокруг U-образного паза и имеют форму в сечении четверть овала. Такое размещение магниточувствительного элемента относительно концентраторов позволяет повысить магниточувствительность и точность измерений при предлагаемом выполнении корпуса.

Полезная модель поясняется следующими чертежами.

Фиг. 1 - схематичное изображение бесконтактного преобразователя электрического тока;

Фиг. 2 - схематическое расположение конструкционных элементов в корпусе.

Бесконтактный преобразователь электрического тока содержит корпус 1 из немагнитного материала с отверстием 2 для размещения измеряемого проводника с током (фиг. 1). Корпус выполнен из двух частей: основания 3 и крышки 4. В верхней части основания 3 выполнен открытый U-образный паз 5 с образованием при закрытии крышки 4 сквозного отверстия 2 для размещения в нем измеряемого проводника с током. Крышка 4 установлена на основание 3 с помощью оси 6 с возможностью поворота крышки 4 вокруг оси 6. По одну сторону оси 6 крышка подпружинена: между основанием и крышкой установлена пружина 7, а по другую сторону оси 6 расположен U-образный паз 5 (фиг. 2). Концентратор магнитного потока выполнен из трех частей: две части которого 8 и 9 симметрично размещены в основании 3 вдоль U-образного паза 5, а третья часть концентратора 10 размещена в крышке 4 так, что при растянутой пружине она находится в контакте с частями концентратора 8 и 9. Магниточувствительный элемент 11 размещают в зазоре между двумя симметричными частями концентратора 8 и 9, которые расположены вокруг U-образного паза 5.

Магниточувствительный элемент содержит четыре магниторезистивных элемента, соединенных слоем алюминия в мостовую схему Уинстона.

Конструктивно полезная модель выполнена в негерметичном немагнитном металлокерамическом корпусе. Конструкция разъемного бесконтактного преобразователя электрического тока предназначена для преобразования электрического тока протекающего в измеряемом проводнике диаметром от 1 мм до 2 мм в электрический сигнал.

Бесконтактный преобразователь электрического тока работает следующим образом. Измеряемый проводник устанавливают в отверстие 2 корпуса 1, располагая его перпендикулярно корпусу изделия. Для установки измеряемого проводника производится нажим на крышку 4 со стороны, где установлена пружина 7. Крышка 4 поворотом вокруг оси 6 поднимается. В паз 5 закладывают измеряемый проводник, отпускают крышку 4, пружина 7 распрямляется и крышка возвращается в исходное положение. При закрытой крышке 4 пружина 7 растянута, а при открытой - сжата.

Ток, протекающий по измеряемому проводнику, формирует магнитный поток, величина которого пропорциональна значению этого тока, усиливается и передается посредством пары концентраторов магнитного поля на магниточувствительный элемент 11, в котором происходит его преобразование в дифференциальный выходной сигнал. Напряжение на выходе магниточувствительного элемента пропорционально протекающему по измеряемому проводнику току.

Claims (5)

1. Конструкция разъемного бесконтактного преобразователя электрического тока, содержащая корпус из немагнитного материала с отверстием для размещения измеряемого проводника, концентратор магнитного потока и магниточувствительный элемент, корпус выполнен из двух частей, по меньшей мере, одна из которых снабжена магниточувствительным элементом, отличающийся тем, что корпус содержит основание и крышку, в верхней части основания выполнен открытый U-образный паз с образованием при закрытии крышки сквозного отверстия для размещения в нем измеряемого проводника, концентратор магнитного потока выполнен из трех частей: две части которого симметрично размещены в основании вдоль U-образного паза с размещением в зазоре между ними магниточувствительного элемента, а третья часть концентратора размещена в крышке, крышка установлена на основание с помощью оси с возможностью поворота крышки вокруг оси, причем с одной стороны оси между основанием и крышкой установлена пружина, а с другой стороны оси расположен U-образный паз.

2. Контракция по п. 1, характеризующаяся тем, что магниточувствительный элемент выполнен в виде мостовой схемы Уинстона.

3. Контракция по п. 1, характеризующаяся тем, что конструкция дополнительно содержит схему усиления, соединенную с магниточувствительным элементом.

4. Контракция по п. 1, характеризующаяся тем, что магниточувствительный элемент выполнен на основе биполярного магнитотранзистора.

5. Контракция по п. 1, характеризующаяся тем, что магниточувствительный элемент выполнен на основе полупроводникового диода с осью чувствительности вдоль поверхности кристалла.

Images