RU204026U1

RU204026U1 - Non-contact isolated current sensor

Info

Publication number: RU204026U1
Application number: RU2019126003U
Authority: RU
Inventors: Ольга Владимировна Сергеева; Сергей Валерьевич Завгородний; Александр Алексеевич Тишкин; Андрей Александрович Курганов
Original assignee: Ольга Владимировна Сергеева
Priority date: 2019-08-15
Filing date: 2019-08-15
Publication date: 2021-05-04

Abstract

Полезная модель относится к области электротехники и может быть использована для измерения величины тока без применения магнитного концентратора. Технический результат, заключающийся в снижении массогабаритных показателей, обеспечивается за счет того, что бесконтактный изолированный датчик тока содержит токопроводящую шину, которая имеет поперечное сечение формы равнобедренной трапеции с радиусными вырезами в верхних частях боковых сторон, над которой установлен через изоляционный материал и закреплен на плате чувствительный элемент Холла, защищаемые от внешних воздействий корпусом. 1 ил.The utility model relates to the field of electrical engineering and can be used to measure the magnitude of the current without using a magnetic concentrator. The technical result, which consists in reducing the weight and dimensions, is ensured due to the fact that the contactless isolated current sensor contains a conductive bus, which has a cross-section of the shape of an isosceles trapezoid with radius cutouts in the upper parts of the lateral sides, above which a sensitive Hall element, protected from external influences by the housing. 1 ill.

Description

Полезная модель относится к области электротехники и может быть использована для измерения величины тока.The utility model relates to the field of electrical engineering and can be used to measure the magnitude of the current.

Бесконтактный изолированный датчик тока состоит из токопроводящей силовой шины, имеющей поперечное сечение формы равнобедренной трапеции с радиусными вырезами в верхних частях боковых сторон, установленной на ней через изоляционный материал платы с чувствительным элементом Холла и корпуса, защищающего плату от внешних воздействий.The non-contact isolated current sensor consists of a conductive power bus having an isosceles trapezoidal cross-section with radial cutouts in the upper parts of the lateral sides, mounted on it through the insulating material of the board with a Hall sensing element and a housing that protects the board from external influences.

Известен датчик тока [1] на основе эффекта Холла. Изолированный датчик тока, содержащий чувствительный элемент с магнитопроводом. В качестве чувствительного элемента используется одноосевой интегральный датчик тока. Магнитопровод пластинчатого типа установлен над токопроводящей шиной в корпусе, крепящемся непосредственно к токопроводящей шине с помощью резьбового крепежного элемента.Known current sensor [1] based on the Hall effect. An isolated current sensor containing a sensing element with a magnetic core. A single-axis integral current sensor is used as a sensing element. The plate-type magnetic core is installed above the busbar in a housing that is attached directly to the busbar by means of a threaded fastener.

Недостатками известного технического решения являются необходимость точного крепления корпуса датчика на токопроводящей шине, необходимость калибровки датчика при каждой его установке на шину. Наличие магнитопровода увеличивает массогабаритные показатели устройства.The disadvantages of the known technical solution are the need for precise fastening of the sensor body on the busbar, the need to calibrate the sensor each time it is installed on the bus. The presence of a magnetic circuit increases the weight and dimensions of the device.

Наиболее близким решением является конструктивное решение датчика тока открытого типа, состоящего из закрепленного на плоской шине чувствительного элемента, в качестве которого используется линейный датчик Холла, и магнитопровода кольцевого типа, который конструктивно устанавливается таким образом, чтобы он охватывал токопроводящую шину [2]. Датчик тока имеет аналоговый выход, напряжение на котором прямо пропорционально величине тока, протекающего через токопроводящий элемент.The closest solution is a constructive solution of an open-type current sensor, consisting of a sensing element fixed on a flat bus, which is used as a linear Hall sensor, and a ring-type magnetic circuit, which is structurally installed in such a way that it covers the busbar [2]. The current sensor has an analog output, the voltage at which is directly proportional to the amount of current flowing through the conductive element.

Недостатками данного решения являются низкая точность, а также (как в предыдущем решении) необходимость его калибровки и наличие магнитного концентратора.The disadvantages of this solution are low accuracy, as well as (as in the previous solution) the need to calibrate it and the presence of a magnetic concentrator.

Задачей предлагаемого решения является бесконтактное измерение токов со снижением массогабаритных показателей датчика.The objective of the proposed solution is the contactless measurement of currents with a decrease in the weight and dimensions of the sensor.

Техническим результатом является снижение массогабаритных показателей.The technical result is to reduce the weight and dimensions.

Указанный технический результат достигается тем, что в предлагаемом решении шина имеет поперечное сечение формы равнобедренной трапеции с радиусными вырезами в верхних частях боковых сторон, благодаря чему требуемый уровень магнитного потока без применения магнитного концентратора сосредотачивается в верхней части шины, где закреплен чувствительный элемент Холла.The specified technical result is achieved by the fact that in the proposed solution the tire has an isosceles trapezoidal cross-section with radial cutouts in the upper parts of the lateral sides, due to which the required level of magnetic flux, without the use of a magnetic concentrator, is concentrated in the upper part of the tire, where the Hall sensing element is fixed.

На Фиг. 1 представлен заявляемый бесконтактный изолированный датчик тока, состоящий из токопроводящей силовой шины 1, имеющей поперечное сечение формы равнобедренной трапеции с радиусными вырезами в верхних частях боковых сторон, и закрепленной на ней через изоляционный материал 4 печатной платы 2 с чувствительным элементом Холла 3, корпуса 5.FIG. 1 shows the inventive contactless isolated current sensor, consisting of a conductive power bus 1 having a cross-section of an isosceles trapezoid shape with radial cutouts in the upper parts of the lateral sides, and a printed circuit board 2 with a Hall sensor 3, housing 5 fixed to it through an insulating material 4.

Бесконтактный изолированный датчик тока работает следующим образом. При протекании тока по шине 1 вокруг нее образуется магнитный поток. Благодаря ее форме поток концентрируется у стороны с меньшим срезом.Non-contact isolated current sensor works as follows. When current flows through bus 1, a magnetic flux is formed around it. Due to its shape, the flow is concentrated on the side with a smaller cut.

Установленный на плате 2 и закрепленный на шине 1 через изоляционный материал 4 на фиксированном расстоянии от шины 1 датчик Холла 3 преобразует полученный магнитный поток в электрические сигналы, которые с помощью компонентов платы преобразуются до требуемых уровней. Для защиты от внешних воздействий бесконтактный изолированный датчик тока помещен в корпус 5.Installed on the board 2 and fixed on the bus 1 through the insulating material 4 at a fixed distance from the bus 1, the Hall sensor 3 converts the received magnetic flux into electrical signals, which are converted to the required levels using the components of the board. For protection against external influences, a non-contact isolated current sensor is placed in the case 5.

Техническим преимуществом является снижение массогабаритных показателей за счет применения шины, имеющей поперечное сечение формы равнобедренной трапеции с радиусными вырезами в верхних частях боковых сторон, позволяющей выдавать требуемый уровень магнитного потока без применения магнитного концентратора.The technical advantage is the reduction in weight and dimensions due to the use of a tire having an isosceles trapezoidal cross-section with radial cutouts in the upper parts of the lateral sides, which makes it possible to deliver the required level of magnetic flux without the use of a magnetic concentrator.

Источники литературыLiterature sources

1. Патент RU 2531040 С1 Датчик тока изолированный / Завьялов В.М., Семыкина И.Ю., Григорьев А.В., Татаринов Д.Е., Мерзлякова Е.А. Опубликовано: 20.10.2014 Бюл. №29.1. Patent RU 2531040 C1 Insulated current sensor / Zavyalov VM, Semykina I.Yu., Grigoriev AV, Tatarinov DE, Merzlyakova EA. Published: 20.10.2014 Bul. No. 29.

2. Попов А.

микросхема для создания любого датчика тока / А. Попов, С. Попов // Новости электроники. - 2015. - №7. - С. 28-32.2. Popov A.

microcircuit for creating any current sensor / A. Popov, S. Popov // News of electronics. - 2015. - No. 7. - S. 28-32.

Claims

A non-contact isolated current sensor containing a sensing element and a conductive bus, characterized in that the conductive power bus has an isosceles trapezoidal cross-section with radial cutouts in the upper parts of the sides, above which the Hall sensing element is installed through an insulating material and fixed on the board, protected from external influences by the body.