RU2114439C1 - Устройство для измерения тока - Google Patents

Устройство для измерения тока Download PDF

Info

Publication number
RU2114439C1
RU2114439C1 SU5010917A SU5010917A RU2114439C1 RU 2114439 C1 RU2114439 C1 RU 2114439C1 SU 5010917 A SU5010917 A SU 5010917A SU 5010917 A SU5010917 A SU 5010917A RU 2114439 C1 RU2114439 C1 RU 2114439C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
current
amplifier
resistor
output
measuring
Prior art date
Application number
SU5010917A
Other languages
English (en)
Inventor
Эттер Марсель
Original Assignee
Льязон Электроник-Меканик Лем С.А.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Льязон Электроник-Меканик Лем С.А. filed Critical Льязон Электроник-Меканик Лем С.А.
Application granted granted Critical
Publication of RU2114439C1 publication Critical patent/RU2114439C1/ru

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/18—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof using conversion of DC into AC, e.g. with choppers
    • G01R19/20—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof using conversion of DC into AC, e.g. with choppers using transductors, i.e. a magnetic core transducer the saturation of which is cyclically reversed by an AC source on the secondary side
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R15/00—Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
    • G01R15/14—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
    • G01R15/18—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using inductive devices, e.g. transformers
    • G01R15/183—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using inductive devices, e.g. transformers using transformers with a magnetic core
    • G01R15/185—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using inductive devices, e.g. transformers using transformers with a magnetic core with compensation or feedback windings or interacting coils, e.g. 0-flux sensors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/42—Circuits specially adapted for the purpose of modifying, or compensating for, electric characteristics of transformers, reactors, or choke coils
    • H01F27/422—Circuits specially adapted for the purpose of modifying, or compensating for, electric characteristics of transformers, reactors, or choke coils for instrument transformers
    • H01F27/427—Circuits specially adapted for the purpose of modifying, or compensating for, electric characteristics of transformers, reactors, or choke coils for instrument transformers for current transformers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
  • Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Abstract

Сущность: устройство для измерения тока предназначено для работы в широком диапазоне температур. Устройство содержит трансформаторы тока (ТрТ) (1,2) с магнитными сердечниками (3,4) и общей обмоткой 26, генератор тока (ГТ)(8), выход которого подключен ко вторичной обмотке (5) первого ТрТ (1), средство (20) управления ГТ(8) с помощью составляющей тока намагничивания, средство (10,11) измерения тока во вторичной обмотке (6) второго ТрТ(2), пропорционального измеряемому току, средства компенсации для компенсации любых изменений потенциала в общей точке (7) включения обмоток (5,6), выполненные на усилителе (14), выход которого через конденсатор (К) (16) и резистор(Р)(17) соединен с общей точкой (7) и отрицательным входом усилителя (14), средства смещения положительного входа усилителя (14), потенциал которого получен исходя из измеренного сигнала добавленного к сигналу, полученному из выходного сигнала усилителя (14), при этом напряжение, возникающее на Р(17), приложено к средству 20. Технический результат: уменьшение остатков составляющей тока намагничивания и любых колебаний из-за нее путем ее компенсации. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

Description

Изобретение относится к устройству для измерения тока. Известно устройство для измерения тока, содержащее первый и второй трансформаторы тока, каждый из которых имеет магнитный сердечник, первичную обмотку или проводник и вторичную обмотку, связанную с магнитным сердечником, первичные обмотки или проводники соединены так, чтобы проводить измеряемый ток, вторичные обмотки первого и второго трансформаторов тока имеют равное число витков и соединены последовательно друг за другом и намотаны так, что токи, индуцированные во вторичных обмотках измеряющим током, идут в том же направлении, генератор тока, выход которого подключен ко вторичной обмотке первого трансформатора тока для питания его током, содержащим составляющую тока намагничивания, способную переводить соответствующий магнитный сердечник попеременно в противоположные состояния насыщения, средство управления генератором тока, с помощью составляющей тока намагничивания, средство измерения для измерения тока, протекающего во вторичной обмотке второго трансформатора тока, пропорционального измеряемому току, и выполненное на усилителе, отрицательный вход которого соединен с концом вторичной обмотки второго трансформатора тока, выход - с отрицательным входом этого усилителя через резистор, средства компенсации для компенсации любых изменений потенциала, который вызван составляющей тока намагничивания в общей точке включения последовательно соединенных вторичных обмоток первого и второго трансформаторов тока, выполнены на усилителе, выход которого через последовательно соединенные конденсатор и резистор соединен с общей точкой включения вторичных обмоток первого и второго трансформаторов тока, а также средства смещения, генерируемый потенциал смещения которых подведен к положительному входу усилителя средств компенсации (EP, 0356248).
В устройстве для измерения тока указанного типа желательно разделение составляющей тока намагничивания и составляющей тока, используемой для измерения тока, текущего в первичной обмотке. Кроме того, желательно компенсирование других воздействий, влияющих на измерения, такие как падение напряжения во вторичной обмотке второго измерительного трансформатора тока и колебания напряжений смещения усилителей, используемых в устройстве.
Однако устройство данного типа, как и другие известные средства, не способны обеспечить достаточное разделение или компенсацию и являются чрезвычайно трудными для управления и настройки, что делает их непригодными для серийного производства и для использования в относительно широком диапазоне температур.
В основу изобретения положена задача создать устройство для измерения тока, упомянутого типа, позволяющее получить измеряющий сигнал, свободный от любых остатков составляющей тока намагничивания и любых колебаний из-за нее и, кроме того, позволяют ее компенсировать, автоматически и с минимальной настройкой, другие воздействия, влияющие на измеряющий сигнал.
Эта задача в устройстве согласно изобретению решается за счет того, что отрицательный вход усилителя средств компенсации соединен с общей точкой включения вторичных обмоток, причем средства смещения выполнены так, что генерируемый ими потенциал смещения получен исходя из измеренного сигнала, добавленного к сигналу, полученному из выходного сигнала усилителя средств компенсации, который сначала фильтруется в фильтре нижних частот, образуя цепь отрицательной обратной связи, при этом напряжение, возникающее на резисторе, включенном последовательно с конденсатором средств компенсации, приложено к средству управления генератором тока.
На чертеже приведена упрощенная электрическая схема устройства для измерения тока, согласно изобретению.
На схеме, приведенной на чертеже, позиции 1 и 2 показывают два измерительных трансформатора тока, имеющих соответствующие магнитные сердечники 3 и 4, например тороидальные сердечники, выполненные из материала, имеющего высокую магнитную проницаемость. Эти трансформаторы содержат первичную обмотку, например общую обмотку 26 (или проводники), связанную с двумя сердечниками 3 и 4, проводящую измеряемый ток Ip. Вторичные обмотки каждого из трансформаторов 1, 2 показаны соответственно позициями 5 и 6. Эти обмотки имеют общую точку включения 7 и намотаны так, что первичный ток индуцирует в них токи, которые текут в том же направлении последовательного соединения этих обмоток.
Переменное положительное и отрицательное напряжение приложено к обмотке 5 генератором 8 тока, причем соответствующий ток намагничивает сердечник 3 и способствует продвижению его циклично в противоположные состояния насыщения. Кроме того, измеряемый ток, связанный с током первичной обмотки, обеспечивается генератором 8 тока и налагается на ток намагничивания.
Клемма обмотки 6, которая не подсоединена к общей точке включения 7, соединена с отрицательным входом 9 усилителя 10, выход 11 которого присоединен через резистор 12, имеющий величину R, к тому же входу 9. Положительный вход этого усилителя 10 заземлен.
Вторичные обмотки 5 и 6 имеют одинаковое число витков Ns, причем число витков первичной обмотки Np. При условиях, которые осуществляются в данном устройстве, в особенности при условии того, что нет части составляющей тока намагничивания, текущего в обмотке 5, которая попадает в обмотку 6, причем напряжение U, появляющееся на выходе 11 усилителя 10, имеет величину:
U = Ip•R•Np/Ns.
Это напряжение, которое пропорционально току в первичной обмотке, таким образом представляет собой измеряющий сигнал.
Согласно этому примеру выполнения упомянутого устройства общая точка включения вторичных обмоток 5 и 6 подсоединена к отрицательному входу 13 усилителя 14, а выход 15 этого усилителя связан через последовательное соединение конденсатора 16 и резистора 17 с входом 13. Потенциал смещения, как описано ниже, приложен ко второму положительному входу 18 усилителя 14.
Емкостная связь между выходом 15 и входом 13 упомянутого усилителя 14 поддерживает потенциал точки 7 по существу в значении, которое не зависит от колебаний из-за составляющей тока намагничивания. Соответственно составляющая тока намагничивания проходит полностью в части цепи 7, 13, 17 и не входит в обмотку 6. Напряжение, возникающее на резисторе 17, приложено через соединение 19 и средство управления 20 для управления генератором 8 тока. Управление состоит во включении смены знака выходного напряжения упомянутого генератора каждый раз при достижении насыщения в сердечнике 3, другими словами каждый раз, когда падение напряжения на резисторе 17 достигает предопределенных положительных и отрицательных границ.
Потенциал смещения на входе 18 усилителя 14 выводится с одной стороны из выходного сигнала этого усилителя, причем сигнал сначала фильтруется в фильтре нижних частот 21, а затем подводится через цепь резисторов 27, 28 сумматора к входу 18 и с другой стороны от измеряющего сигнала, возникающего на выходе 11 усилителя 10. Этот выходной сигнал добавляется через входной резистор 22 к сигналу усилителя 14. Различные резисторы рассчитываются так, чтобы компенсировать падение напряжения во вторичной обмотке 6 трансформатора 4 при любых колебаниях падения напряжения, производится сразу соответствующее отклонение смещающего потенциала на входе 18. Отрицательная цепь обратной связи усилителя 14, которая действует на входе 18, размеряется так, чтобы избежать того, что выходное напряжение усилителя достигает порога насыщения усилителя. Потенциал смещения на входе 18 также компенсирует напряжения смещения усилителя 10 и усилителя 14.
В случае данного устройства, которое обеспечивает электрическую изоляцию измеряющей цепи, используемой для измерения напряжений, резистор 23 соединен последовательно с первичной обмоткой 26 в первичной цепи трансформаторов 1 и 2. Первичная обмотка имеет в этом исполнении относительно высокое число витков по сравнению со случаем чистого измерения тока. Кроме того, сигнал выводится с выхода генератора 8 и подводится через операционный усилитель 24 и калибровочный резистор 25 инвертора к входу 9 усилителя 10. Различные резисторы рассчитываются так, чтобы воздействие тока, индуцированного в первичной обмотке 26 посредством колебаний напряжения генератора 8, поданного на обмотку 5, компенсируется током противоположного знака, полученного цепями 24, 25 инвертора. Это позволяет устранить влияние ондуляции тока первичной обмотки на измеряющий сигнал на выходе 11 усилителя 10, так как ондуляция первичного тока обуславливается намагниченностью трансформатора 1.

Claims (2)

1. Устройство для измерения тока, содержащее первый и второй трансформаторы тока, каждый из которых имеет магнитный сердечник, первичную обмотку или проводник и вторичную обмотку, связанную с магнитным сердечником, первичные обмотки или проводники соединены так, чтобы проводить измеряемый ток, вторичные обмотки первого и второго трансформаторов тока имеют равное число витков и соединены последовательно друг за другом и намотаны так, что токи, индуцированные во вторичных обмотках измеряющим током, идут в том же направлении, генератор тока, выход которого подключен к вторичной обмотке первого трансформатора тока для питания его током, содержащим составляющую тока намагничивания, способную переводить соответствующий магнитный сердечник попеременно в противоположные состояния насыщения, средство управления генератором тока с помощью составляющей тока намагничивания, средство измерения для измерения тока, протекающего во вторичной обмотке второго трансформатора тока, пропорционального измеряемому току, выполненное на усилителе, отрицательный вход которого соединен с концом вторичной обмотки второго трансформатора тока, выход - с отрицательным входом этого усилителя через резистор, средства компенсации для компенсации любых изменений потенциала, который вызван составляющей тока намагничивания в общей точке включения последовательно соединенных вторичных обмоток первого и второго трансформаторов тока, выполнены на усилителе, выход которого через последовательно соединенные конденсатор и резистор соединен с общей точкой включения вторичных обмоток первого и второго трансформаторов тока, а также средства смещения, генерируемый потенциал смещения которых подведен к положительному входу усилителя средств компенсации, отличающееся тем, что отрицательный вход усилителя средств компенсации соединен с общей точкой включения вторичных обмоток, причем средства смещения выполнены так, что генерируемый ими потенциал смещения получен, исходя из измерительного сигнала, добавленного к сигналу, полученному из выходного сигнала усилителя средств компенсации, который сначала фильтруется в фильтре нижних частот, образуя цепь отрицательной обратной связи, при этом напряжение, возникающее на резисторе, включенном последовательно с конденсатором средств компенсации, приложено к средству управления генератором тока.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что первичная обмотка соединена в первичную цепь последовательно с резистором и выполнена с большим числом витков, при этом ондуляция средств компенсации обеспечена тем, что сигнал с выхода генератора тока через инвертор и калибровочный резистор подводится к входу усилителя средства измерения так, чтобы воздействие тока, индуцированного в первичных проводнике или обмотках посредством колебаний напряжения генератора тока, поданного на вторичную обмотку первого трансформатора тока, компенсировалось током противоположного знака через инвертор и калибровочный резистор.
SU5010917A 1991-02-15 1992-02-14 Устройство для измерения тока RU2114439C1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH481/91A CH684216A5 (fr) 1991-02-15 1991-02-15 Dispositif de mesure de courants.
CH481/91 1991-02-15

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2114439C1 true RU2114439C1 (ru) 1998-06-27

Family

ID=4187991

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU5010917A RU2114439C1 (ru) 1991-02-15 1992-02-14 Устройство для измерения тока

Country Status (7)

Country Link
US (1) US5345169A (ru)
EP (1) EP0499589B1 (ru)
JP (1) JP3099987B2 (ru)
CN (1) CN1030107C (ru)
CH (1) CH684216A5 (ru)
DE (1) DE69207223T2 (ru)
RU (1) RU2114439C1 (ru)

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2704652B1 (fr) * 1993-04-30 1995-06-23 Zellweger Sauter En Sa Capteur de courant pour courants alternatifs.
JPH08273952A (ja) * 1995-03-31 1996-10-18 Ikuro Moriwaki 平面電流検出器
DK176607B1 (da) * 2003-11-27 2008-11-10 Danfysik As Detektorkredslöb til brug ved strömmåling
ATE482402T1 (de) * 2004-11-05 2010-10-15 Lem Liaisons Electron Mec Detektorschaltung zur strommessung
DE102005024075B4 (de) 2005-05-25 2007-04-12 Lisa Dräxlmaier GmbH Verfahren und Vorrichtung zur Messung eines in einem elektrischen Leiter fließenden Stroms
DE102005042554B4 (de) 2005-08-10 2008-04-30 Curamik Electronics Gmbh Metall-Keramik-Substrat und Verfahren zur Herstellung eines Metall-Keramik-Substrats
DE102005040316B4 (de) 2005-08-25 2007-09-27 Lisa Dräxlmaier GmbH Vorrichtung und Verfahren zur Messung eines in einem elektrischen Leiter fließenden Stromes
US7288933B2 (en) * 2005-12-22 2007-10-30 Bell Helicopter Textron, Inc. Position detecting system that self-monitors for connectivity faults
DE102006032763B4 (de) 2006-07-14 2009-05-07 Lisa Dräxlmaier GmbH Vorrichtung und Verfahren zur Messung eines in einem elektrischen Leiter fließenden Stromes
EP2115863A1 (en) * 2007-02-27 2009-11-11 Nxp B.V. Load current detection in electrical power converters
DE102009015520A1 (de) 2009-04-02 2010-10-07 Electrovac Ag Metall-Keramik-Substrat
AT508195B1 (de) * 2009-04-30 2012-03-15 Tridonic Gmbh & Co Kg Betriebsschaltung für leuchtdioden
CN101697316B (zh) * 2009-10-29 2012-10-03 成都金之川电子有限公司 一种满足基本绝缘的大电流微型互感器
DK2515123T3 (en) * 2011-04-21 2016-10-31 Abb Ag Current sensor that works according to the compensation principle
US9063178B2 (en) * 2011-07-27 2015-06-23 Eaton Corporation System for measuring current and method of making same
FR2980581B1 (fr) * 2011-09-26 2017-08-18 Neelogy Capteur de courant sans contact.
FR2983966A1 (fr) * 2011-12-12 2013-06-14 Univ Orleans Dispositif pour mesurer un courant electrique
DE102013200636B4 (de) * 2013-01-17 2016-04-07 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Strommesseinrichtung und Verfahren zum Betrieb einer Strommesseinrichtung
DE102013002376A1 (de) * 2013-02-09 2014-08-14 Doepke Schaltgeräte GmbH Vorrichtung zur Erfassung von elektrischen Differenzströmen, insbesondere von Mischströmen aus glattem Gleichstrom und Wechselströmen
CN103424596A (zh) * 2013-05-11 2013-12-04 国家电网公司 无源交流微电流采集放大装置
DE102013210800A1 (de) * 2013-06-10 2014-12-11 Bender Gmbh & Co. Kg Integrierte Schaltung mit digitalem Verfahren zur allstromsensitiven Differenzstrommessung
DE102013108610A1 (de) 2013-08-06 2015-02-12 Rogers Germany Gmbh Metall-Keramik-Substrat sowie Verfahren zum Herstellen eines Metall-Keramik-Substrates
CA2865757C (en) 2013-09-30 2020-06-09 Michael Jordan Kadonoff Electrical current measuring apparatus and method
CA2868663C (en) * 2013-10-21 2016-11-08 Tomasz Barczyk Methods and systems relating to ac current measurements
JP6625395B2 (ja) * 2015-10-26 2019-12-25 日置電機株式会社 電流センサおよび測定装置
RU2724166C1 (ru) * 2019-07-26 2020-06-22 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)" Датчик тока
US11996230B1 (en) * 2023-04-08 2024-05-28 Teelson, LLC Systems and methods for amplifying power
CN116735942B (zh) * 2023-08-09 2023-11-03 南方电网调峰调频发电有限公司 针对变速发电电动机转子侧低频电流的测量系统和方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0356248B1 (en) * 1988-08-24 1995-09-06 Liaisons Electroniques-Mecaniques Lem S.A. A current sensor

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3714544A (en) * 1972-01-06 1973-01-30 Gen Electric Bi-polarity potential transformer for measuring d-c voltage
US4274051A (en) * 1979-07-27 1981-06-16 Bell Telephone Laboratories, Incorporated Electromagnetic arrangement for measuring electrical current
DK149238C (da) * 1983-09-15 1987-01-19 Danfysik As Detektorkredslaeb til brug ved straemmaaling
US4899103A (en) * 1987-07-16 1990-02-06 Brooktree Corporation Current meter

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0356248B1 (en) * 1988-08-24 1995-09-06 Liaisons Electroniques-Mecaniques Lem S.A. A current sensor

Also Published As

Publication number Publication date
JP3099987B2 (ja) 2000-10-16
US5345169A (en) 1994-09-06
CH684216A5 (fr) 1994-07-29
JPH05196650A (ja) 1993-08-06
DE69207223D1 (de) 1996-02-15
DE69207223T2 (de) 1996-08-14
EP0499589B1 (fr) 1996-01-03
CN1064153A (zh) 1992-09-02
CN1030107C (zh) 1995-10-18
EP0499589A1 (fr) 1992-08-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2114439C1 (ru) Устройство для измерения тока
JP2923307B2 (ja) 電流センサ
US6366076B1 (en) Device with wide passband for measuring electric current intensity in a conductor
KR100341072B1 (ko) 전류 센서 및 전류 센서 내의 신호 보상 방법
EP0137347A1 (en) A detector circuit for current measurements
US2509738A (en) Balanced magnetic amplifier
JP2001066329A (ja) 電流検出回路
GB2265722A (en) Current measuring transducer operating on the compensation principle
US6836107B2 (en) Constant input impedance AC coupling circuit for a current probe system
US4266190A (en) Dual core magnetic amplifier sensor
US5414348A (en) Measurement device with common mode current cancellation
US4163189A (en) Transformer with a ferromagnetic core for d-c and a-c signals
US3497793A (en) Error compensation apparatus for instrument transformers
GB2084809A (en) Printed circuit transformers
US4286211A (en) Direct current detecting device using saturable reactors
CA2055633C (en) Electrical measuring device having two connection configurations
GB2026706A (en) Current Sensor with Switchable Range-changing Resistor
US4461987A (en) Current sensing circuit for motor controls
US4884038A (en) Transconductance amplifier with transformer coupled forward feed
SU492891A1 (ru) Устройство дл моделировани комплексного сопротивлени
JPS6212646B2 (ru)
Leehey et al. DC current transformer
SU1615816A1 (ru) Измерительный преобразователь синусоидального напр жени
SU1640656A1 (ru) Трансформаторна мера полного сопротивлени
SU1597755A1 (ru) Трансформатор посто нного тока

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20040215