RU2195677C1 - Устройство для измерения силы тока - Google Patents
Устройство для измерения силы тока Download PDFInfo
- Publication number
- RU2195677C1 RU2195677C1 RU2001124766A RU2001124766A RU2195677C1 RU 2195677 C1 RU2195677 C1 RU 2195677C1 RU 2001124766 A RU2001124766 A RU 2001124766A RU 2001124766 A RU2001124766 A RU 2001124766A RU 2195677 C1 RU2195677 C1 RU 2195677C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- conductor
- magnetic circuit
- current
- sensors
- hall
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
Abstract
Использование: для измерения силы тока в проводнике без его разрыва. Технический результат заключается в снижении погрешности измерений, вызванной изменением положения проводника с измеряемым током внутри составного магнитопровода, и повышении помехозащищенности. Устройство содержит составной магнитопровод, в зазорах которого расположены два или более датчиков Холла, одноименные плоскости которых одинаково ориентированы относительно измеряемого потока, их входные (токовые) выводы подключены к стабилизированному источнику питания, а выходные (холловские) выводы подключены к сумматору. 4 ил.
Description
Изобретение относится к области электротехники и может использоваться для измерения силы тока в проводнике без разрыва этого проводника.
Известно устройство для измерения силы тока в проводнике без разрыва проводника [1] , называемое токоизмерительными клещами. Оно включает в себя составной магнитопровод, на одном из секторов которого намотана измерительная катушка. Недостатком этого устройства является возможность измерения только переменного тока.
От этого недостатка свободно устройство [2], которое является наиболее близким к предлагаемому устройству. Основой данного измерительного устройства также является составной магнитопровод, в одном из зазоров которого установлен датчик Холла. Процесс измерения с помощью этого устройства состоит в размыкании магнитопровода с помощью специального механизма, введения внутрь него проводника с током и замыкания магнитопровода. При протекании тока в магнитопроводе возникает магнитный поток, который пронизывает плоскость датчика Холла, вследствие чего на его выводах появляется эдс, пропорциональная магнитному потоку и, следовательно, измеряемому току. Измеренное значение в дальнейшем может индицироваться, запоминаться и передаваться для дальнейшей обработки в компьютер.
Отличительной особенностью этого устройства является отсутствие фиксации проводника внутри составного магнитопровода. Необходимо отметить, что это является достоинством устройства, поскольку существенно упрощает процесс измерения. Однако одновременно отсутствие фиксации является и недостатком, поскольку величина эдс зависит от места расположения проводника внутри магнитопровода, которое каждый раз оказывается случайным из-за того, что в подавляющем большинстве случаев наружные размеры проводника оказываются значительно меньше размеров внутреннего отверстия магнитопровода. Кроме того, дополнительная погрешность появляется в связи с тем, что датчик подвержен влиянию магнитных полей от расположенных рядом проводников с током или других источников.
Зависимость выходной эдс от места расположения проводника внутри магнитопровода и от посторонних магнитных полей может быть пояснена с помощью фиг.1.
Здесь: 1 - составной магнитопровод;
2 - датчик Холла;
3 - проводник с измеряемым током;
4 - помехообразующий проводник.
2 - датчик Холла;
3 - проводник с измеряемым током;
4 - помехообразующий проводник.
На фиг.1,а показано, что проводник 3 расположен на максимальном удалении от датчика Холла 2. Вокруг этого проводника возникает магнитный поток ФΣ, часть которого проходит по магнитопроводу Фm, а часть - по воздуху Фs. Датчик фиксирует только поток Фm, поскольку только он пронизывает его плоскость.
На фиг.1,б представлен случай, когда проводник 3 расположен около датчика 2. В этом случае датчик пронизывается всем потоком ФΣ.
В результате расчетов и экспериментов, проведенных заявителями, было установлено, что при наиболее применимых на практике соотношений размеров и токов различие в величинах выходной эдс датчика в этих двух крайних случаях доходит до 10%. Кроме того, видно, что датчик оказывается в зоне действия постороннего проводника с током 4. В зависимости от направления тока, протекающего по проводнику 4, его поток Фi может как увеличить показания датчика, так и уменьшить их, что одинаково нежелательно. В результате анализа устройства [2] отметим, что зависимость показаний датчика от положения проводника с измеряемым током и от посторонних магнитных полей существенно ограничивает точность измерений.
В результате расчетов и экспериментов, проведенных заявителями, было установлено, что при наиболее применимых на практике соотношений размеров и токов различие в величинах выходной эдс датчика в этих двух крайних случаях доходит до 10%. Кроме того, видно, что датчик оказывается в зоне действия постороннего проводника с током 4. В зависимости от направления тока, протекающего по проводнику 4, его поток Фi может как увеличить показания датчика, так и уменьшить их, что одинаково нежелательно. В результате анализа устройства [2] отметим, что зависимость показаний датчика от положения проводника с измеряемым током и от посторонних магнитных полей существенно ограничивает точность измерений.
Предлагаемое изобретение позволяет существенно снизить погрешность измерений, не усложняя весь процесс измерений, т.е. сохраняя произвольный характер расположения проводника с током внутри магнитопровода. Это достигается тем, что в зазорах составного магнитопровода устанавливаются два или более датчиков Холла.
Фиг. 2 поясняет предложение. Здесь показан вариант предлагаемого устройства с двумя датчиками Холла 2' и 2'', установленными в зазорах составного магнитопровода 1. Сектор 5 этого магнитопровода является подвижным. Штриховкой отмечены одноименные плоскости датчиков Холла. Входные (токовые) выводы датчиков подключены к стабилизированному источнику питания, а выходные (холловские) выводы подключены к сумматору.
Один из возможных вариантов принципиальной электрической схемы соединений, соответствующей фиг.2, в упрощенном виде представлен на фиг.3, где
где 6 - стабилизированный источник питания;
7 - сумматор, в качестве которого может служить операционный усилитель;
C1, C2 - входные (токовые) выводы датчиков;
E1, E2 - выходные (холловские) выводы датчиков.
где 6 - стабилизированный источник питания;
7 - сумматор, в качестве которого может служить операционный усилитель;
C1, C2 - входные (токовые) выводы датчиков;
E1, E2 - выходные (холловские) выводы датчиков.
На фиг.3 точками отмечены одноименные плоскости датчиков (если на одноименные входные выводы датчиков Холла подано питание одинаковой полярности, а поток одинаково ориентирован относительно одноименных плоскостей датчиков, то на одноименных выходных выводах появляется эдс одинаковой полярности).
При измерении силы тока в проводнике 3 сектор 5 с помощью специального механизма отводится в сторону (его положение при этом показано пунктиром), проводник вводится внутрь магнитопровода, после чего сектор 5 возвращается в исходное положение. Протекающий по проводнику ток вызовет в магнитопроводе магнитный поток, который будет фиксироваться обоими датчиками. Датчики установлены в зазорах магнитопровода таким образом, что их одноименные плоскости одинаково ориентированы относительно измеряемого потока. При положении проводника, указанном на фиг.2, эдс датчиков будут пропорциональны пронизывающим их потокам, т.е.
E′ = kФΣ; E''=kФm; EΣ = k(ФΣ+Фm);
где Е', Е'' - эдс соответственно датчиков 2' и 2'';
EΣ - суммарная эдс;
k - коэффициент пропорциональности.
где Е', Е'' - эдс соответственно датчиков 2' и 2'';
EΣ - суммарная эдс;
k - коэффициент пропорциональности.
Очевидно, что перемещение проводника в позицию, указанную на фиг.1,б, не вызовет изменений в показаниях прибора. Таким образом, введение двух датчиков и использование для измерения тока их суммарной эдс не только увеличило выходной сигнал, что очевидно, но и сделало этот сигнал в значительной степени независимым от изменения положения проводника внутри составного магнитопровода, т.е. повысило точность измерения. Кроме того, существенно повысилась помехозащищенность измерительного устройства.
На фиг. 2 видно, что поток помехи Фi различно ориентирован относительно плоскостей обоих датчиков, вследствие чего порожденные в них паразитные эдс будут не складываться, а вычитаться. В результате влияние помехи значительно снижается.
Необходимо отметить, что применение двух датчиков не полностью исключает погрешность от изменения расположение проводника, хотя и существенно снижает ее (по результатам экспериментальных исследований - до 2%). Для большей точности предлагается увеличить число датчиков.
На фиг.4 представлена схема расположения четырех датчиков Холла. Однако следует отметить, что переход от двух датчиков к четырем снижает погрешность только на 1%, значительно усложняя при этом конструкцию размыкающего механизма и систему обработки сигналов. Дальнейшее увеличение числа датчиков целесообразно только в исключительных случаях, когда вопрос повышения точности становится особенно острым.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Справочник по электроизмерительным приборам. Под ред. К.К. Илюнина. Ленинград: Энергия, 1973, с.с. 456-457.
1. Справочник по электроизмерительным приборам. Под ред. К.К. Илюнина. Ленинград: Энергия, 1973, с.с. 456-457.
2. Патент РФ 2157033, кл. 7 Н 01 R 39/58, G 01 R 31/34, 1999 г. (прототип).
Claims (1)
- Устройство для измерения силы тока в проводнике без разрыва этого проводника, состоящее из составного магнитопровода, в зазоре которого помещен датчик Холла, отличающееся тем, что в зазорах составного магнитопровода установлены два или более датчиков Холла, одноименные плоскости которых одинаково ориентированы относительно измеряемого потока, а их выходы подключены к сумматору.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001124766A RU2195677C1 (ru) | 2001-09-07 | 2001-09-07 | Устройство для измерения силы тока |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001124766A RU2195677C1 (ru) | 2001-09-07 | 2001-09-07 | Устройство для измерения силы тока |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2195677C1 true RU2195677C1 (ru) | 2002-12-27 |
Family
ID=20253064
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2001124766A RU2195677C1 (ru) | 2001-09-07 | 2001-09-07 | Устройство для измерения силы тока |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2195677C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2453853C2 (ru) * | 2010-09-27 | 2012-06-20 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Государственный научно-производственный ракетно-космический центр "ЦСКБ-Прогресс" (ФГУП "ГНПРКЦ "ЦСКБ-Прогресс") | Способ измерения силы тока в проводнике и устройство для его осуществления |
RU2727565C1 (ru) * | 2017-04-07 | 2020-07-22 | Сименс Акциенгезелльшафт | Способ измерения тока и устройство для измерения тока |
-
2001
- 2001-09-07 RU RU2001124766A patent/RU2195677C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2453853C2 (ru) * | 2010-09-27 | 2012-06-20 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Государственный научно-производственный ракетно-космический центр "ЦСКБ-Прогресс" (ФГУП "ГНПРКЦ "ЦСКБ-Прогресс") | Способ измерения силы тока в проводнике и устройство для его осуществления |
RU2727565C1 (ru) * | 2017-04-07 | 2020-07-22 | Сименс Акциенгезелльшафт | Способ измерения тока и устройство для измерения тока |
US11150272B2 (en) | 2017-04-07 | 2021-10-19 | Siemens Aktiengesellschaft | Method for measuring a current, and current-measuring device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6586923B2 (en) | Non-contact type current measuring instrument | |
KR860003492A (ko) | 도전지지물에 퇴적된 얇은 금속막의 두께 측정 방법 및 장치 | |
JPH07146315A (ja) | 交流電流センサ | |
KR850007307A (ko) | 홀효과를 이용한 산소감지 시스템 | |
JP2010529425A (ja) | 導電体を流れる電流を測定するための装置 | |
DE60118616D1 (de) | Messung von spannungen in einem ferromagnetischen material | |
JP6566188B2 (ja) | 電流センサ | |
JPH1073451A (ja) | 誘導変位センサ | |
FI98865B (fi) | Menetelmä vaihtovirran mittaamiseksi, vaihtovirran mittaamiseen tarkoitettu mittausanturi ja sen käyttö kWh-mittarissa | |
RU2195677C1 (ru) | Устройство для измерения силы тока | |
EP0360574B1 (en) | Current sensor having an element made of amorphous magnetic metal | |
CN113272627A (zh) | 用于长行程线性永磁电机的位置传感器 | |
US3249869A (en) | Apparatus for measuring the electrical properties of a conductive moving fluid | |
JPH04296663A (ja) | 電流測定装置 | |
RU2293313C1 (ru) | Способ контроля площади поперечного металлического сечения стального каната и устройство для его осуществления | |
DE50111805D1 (de) | Verfahren und anordnung zur kontaktlosen bestimmung von räumlichen geschwindigkeitsverteilungen in elektrisch leitfähigen flüssigkeiten | |
CN105571662B (zh) | 一种电磁流量计信号处理方法及装置 | |
RU64781U1 (ru) | Устройство для обнаружения локальных дефектов стальных канатов | |
US20240012034A1 (en) | Device for Determining a Current Flowing Through a Current Conductor, and an Electrical System having such a Device | |
JPS58127170A (ja) | 電流測定装置 | |
SU901925A1 (ru) | Устройство дл бесконтактного измерени тока | |
JPS5850470A (ja) | 電流測定装置 | |
KR100267612B1 (ko) | 자성물질 상부의 비자성 물질 도금량 측정장치 | |
SU896386A1 (ru) | Датчик механических напр жений | |
SU1068849A1 (ru) | Способ измерени магнитной индукции в листовой стали и устройство дл его осуществлени |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110908 |