RU225198U1 - Датчик тока - Google Patents
Датчик тока Download PDFInfo
- Publication number
- RU225198U1 RU225198U1 RU2023132714U RU2023132714U RU225198U1 RU 225198 U1 RU225198 U1 RU 225198U1 RU 2023132714 U RU2023132714 U RU 2023132714U RU 2023132714 U RU2023132714 U RU 2023132714U RU 225198 U1 RU225198 U1 RU 225198U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- current
- piezoelectric ring
- current sensor
- hole
- measured
- Prior art date
Links
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 claims abstract description 13
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims abstract description 8
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 2
- 229910001030 Iron–nickel alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 229910002110 ceramic alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000010358 mechanical oscillation Effects 0.000 description 1
- 229910000697 metglas Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000889 permalloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
Abstract
Полезная модель относится к области измерительной техники и может быть использована в различных областях науки и промышленности при создании датчика тока. Датчик тока содержит магнитоэлектрический элемент, выполненный в виде пьезоэлектрического кольца. В отверстии пьезоэлектрического кольца расположен выполненный в виде токопроводящего цилиндра элемент возбуждения, содержащий диэлектрическую втулку, в отверстии которой проходит провод с измеряемым током. Элемент возбуждения выполнен с возможностью создавать переменное магнитное поле накачки, на боковых поверхностях пьезоэлектрического кольца перпендикулярно токопроводящему цилиндру расположены магнитострикционные электроды, выполненные с возможностью передачи измеряемого напряжения на регистрирующий прибор. Технический результат состоит в упрощении конструкции датчика. 2 ил.
Description
Полезная модель относится к области измерительной техники и может быть использована в различных областях науки и промышленности при создании датчика тока.
Известен датчик тока (И.Н. Соловьев, М.И. Бичурин). Низкочастотный магнитоэлектрический датчик тока. Вестник Новгородского государственного университета, 2013, № 75, Т.1, с 35-36), содержащий магнитоэлектрический элемент, катушки индуктивности, предназначенные для создания переменного возбуждающего магнитного поля и постоянного магнитного поля смещения, генератор высокочастотных сигналов и регистрирующую электронную схему.
Устройство работает следующим образом: проходящий по токовой шине электрический ток создает магнитное поле, которое воздействует на расположенный рядом магнитоэлектрический элемент, и он генерирует переменное электрическое напряжение, амплитуда которого пропорциональна величине измеряемого тока.
Недостатком данного устройства является совпадение частоты измеряемого сигнала с частотой переменного магнитного поля, что ограничивает чувствительность датчика. Отстройка от частоты возбуждения является сложной технической задачей. Вторым недостатком устройства является нелинейная зависимость выходного сигнала от измеряемого тока, обусловленная нелинейностью зависимости напряжения, генерируемого магнитоэлектрическим элементом от постоянного магнитного поля.
Известен также датчик тока (W. He, J. Zhang, C. Qu, J. Wu, J. Peng. A Passive Electric Current Sensor Based on Ferromagnetic Invariant Elastic Alloy, Piezoelectric Ceramic, and Permalloy Yoke, IEEE Transactions on Magnetics 52(7):1-1 · July 2016), содержащий зафиксированную на одном конце балку из железо-никелевого сплава, обладающего магнитострикцией, с закрепленной на ней пластиной пьезоэлектрика, магнитопровод, постоянные магниты и электронную схему. Устройство позволяет регистрировать переменный ток с частотой 50-60 Гц, совпадающей с резонансной частотой изгибных колебаний балки. Устройство работает следующим образом: проходящий по токовой шине переменный электрический ток создает переменное магнитное поле, которое возбуждает изгибные колебания магнитострикционной балки, закрепленный на балке пьезоэлемент генерирует переменное электрическое напряжение, амплитуда которого пропорциональна величине измеряемого тока. Недостатком устройства является невозможность измерения постоянных токов.
Наиболее близким к предлагаемой полезной модели является магнитоэлектрический датчик тока, описанный в (RU 218324 U1 от 06.12.2022), содержащий, магнитоэлектрический элемент, усилитель, обмотку возбуждения, питаемую от генератора переменного тока, сигнал с которого поступает также на синхронный детектор, отличающийся тем, что магнитоэлектрический элемент выполнен в виде кольцевой втулки, в центральном отверстии которого проходит провод с измеряемым током.
Недостатком устройства является исполнения элемента возбуждения в виде тороидальной обмотки, что усложняет технологию изготовления.
Предлагаемая полезная модель направлена на решение технической задачи по устранению указанного недостатка.
Технический результат достигается тем, что в датчике тока, содержащем магнитоэлектрический элемент и выполненный в виде диска с отверстием, отличающийся тем, элемент возбуждения, выполненный в виде токопроводящего цилиндра, расположен в отверстии пьезоэлектрического кольца и выполнен с возможностью создавать переменное магнитное поле накачки, в состав датчика тока входят магнитострикционные электроды, расположенные на боковых поверхностях пьезоэлектрического кольца перпендикулярно токопроводящему цилиндру и выполнен с возможностью передачи измеряемого напряжения на регистрирующий прибор.
Указанные признаки полезной модели являются существенными и совокупность этих признаков достаточна для получения требуемого технического результата.
На фиг. 1 показано устройство датчика тока. Он состоит из магнитоэлектрического элемента, выполненного из пьезоэлектрического кольца, магнитострикционные электроды 2, токопроводящий цилиндр 3, диэлектрическая втулка 4, провод с измеряемым током 5.
Работает датчик тока следующим образом. Проходящий по проводу 5 постоянный ток I создает вокруг себя постоянное магнитное поле. Это поле концентрируется магнитострикционными электродами 2, (фиг.1), поступающий на токопроводящий цилиндр 4 возбуждающий переменный ток создает переменное магнитное поле накачки. Частота переменного тока соответствует частоте собственных радиальных механических колебаний магнитоэлектрика. Это приводит к увеличению генерируемого пьезоэлектриком 1 (фиг. 1) переменного напряжения на его электродах 2 на величину его механической добротности. Напряжение, снимаемое с электродов 2 (фиг.1) поступает на регистрирующий прибор (здесь не указан),
Для проверки работоспособности предлагаемого устройства был изготовлен макет, который не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует получение требуемого технического результата.
Кольцевые электроды устройства был изготовлен из Metglas размерами 10 мм × 5 мм × 0,02 мм. Пьезоэлектрический элемент кольцевой формы размерами 10 мм × 4 мм × 0,5мм выполнен из кристалла лангатата х- среза.
На фиг. 2 показана измеренная зависимость выходного напряжения от величины измеряемого тока I. Видно, что эта зависимость практически линейная.
Claims (1)
- Датчик тока, содержащий магнитоэлектрический элемент, выполненный в виде пьезоэлектрического кольца, отличающийся тем, что в отверстии пьезоэлектрического кольца расположен выполненный в виде токопроводящего цилиндра элемент возбуждения, содержащий диэлектрическую втулку, в отверстии которой проходит провод с измеряемым током, причем элемент возбуждения выполнен с возможностью создавать переменное магнитное поле накачки, на боковых поверхностях пьезоэлектрического кольца перпендикулярно токопроводящему цилиндру расположены магнитострикционные электроды, выполненные с возможностью передачи измеряемого напряжения на регистрирующий прибор.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU225198U1 true RU225198U1 (ru) | 2024-04-15 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015029736A1 (ja) * | 2013-08-29 | 2015-03-05 | アルプス・グリーンデバイス株式会社 | 電流センサ |
| JP2015090316A (ja) * | 2013-11-06 | 2015-05-11 | アルプス・グリーンデバイス株式会社 | 電流センサ |
| JP2016138756A (ja) * | 2015-01-26 | 2016-08-04 | トヨタ自動車株式会社 | 電流センサ |
| RU171066U1 (ru) * | 2016-10-04 | 2017-05-18 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский технологический университет" | Магнитоэлектрический бесконтактный датчик постоянного тока |
| RU218324U1 (ru) * | 2022-12-06 | 2023-05-22 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "МИРЭА-Российский технологический университет" | Магнитоэлектрический датчик тока |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015029736A1 (ja) * | 2013-08-29 | 2015-03-05 | アルプス・グリーンデバイス株式会社 | 電流センサ |
| JP2015090316A (ja) * | 2013-11-06 | 2015-05-11 | アルプス・グリーンデバイス株式会社 | 電流センサ |
| JP2016138756A (ja) * | 2015-01-26 | 2016-08-04 | トヨタ自動車株式会社 | 電流センサ |
| RU171066U1 (ru) * | 2016-10-04 | 2017-05-18 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский технологический университет" | Магнитоэлектрический бесконтактный датчик постоянного тока |
| RU218324U1 (ru) * | 2022-12-06 | 2023-05-22 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "МИРЭА-Российский технологический университет" | Магнитоэлектрический датчик тока |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Ou et al. | Self-biased magnetoelectric current sensor based on SrFe12O19/FeCuNbSiB/PZT composite | |
| KR20150009455A (ko) | 전류 센서 | |
| Ripka | Contactless measurement of electric current using magnetic sensors | |
| Lu et al. | Magnetoelectric composite Metglas/PZT-based current sensor | |
| RU225198U1 (ru) | Датчик тока | |
| CN109342799B (zh) | 一种石英谐振式电流传感器 | |
| US3331023A (en) | Sensing and measuring device for high voltage power lines | |
| US2472127A (en) | Temperature compensated vibration pickup | |
| RU218324U1 (ru) | Магнитоэлектрический датчик тока | |
| US3321702A (en) | Magnetometer and electrometer utilizing vibrating reeds whose amplitude of vibration is a measure of the field | |
| RU171066U1 (ru) | Магнитоэлектрический бесконтактный датчик постоянного тока | |
| JPH02501592A (ja) | 磁力計 | |
| RU136189U1 (ru) | Датчик переменного магнитного поля | |
| JP4253084B2 (ja) | 荷重測定装置 | |
| JP6151863B2 (ja) | 機械的応力センサ | |
| JP2002090432A (ja) | 磁場検出装置 | |
| He et al. | A passive electric current sensor based on ferromagnetic invariant elastic alloy, piezoelectric ceramic, and permalloy yoke | |
| RU94721U1 (ru) | Датчик магнитного поля | |
| JP2008045990A (ja) | 磁気検出素子および磁気検出装置 | |
| JPWO2020261639A5 (ru) | ||
| CN117192187A (zh) | 基于磁扭电机制的d33模式电流传感器及其制造方法 | |
| RU202614U1 (ru) | Параметрический усилитель | |
| US3504282A (en) | Magnetostrictive current responsive means and transducer means utilizing changes in dimensions of the magnetostrictive means to produce a variable signal which varies with current variations | |
| RU194686U1 (ru) | Магнитоэлектрический датчик постоянного магнитного поля | |
| US2851663A (en) | Dynamometer instrument |