SK284162B6 - The measuring insulation alternating current converter - Google Patents
The measuring insulation alternating current converter Download PDFInfo
- Publication number
- SK284162B6 SK284162B6 SK1801-97A SK180197A SK284162B6 SK 284162 B6 SK284162 B6 SK 284162B6 SK 180197 A SK180197 A SK 180197A SK 284162 B6 SK284162 B6 SK 284162B6
- Authority
- SK
- Slovakia
- Prior art keywords
- winding
- operational amplifier
- conductor
- inverting input
- excitation
- Prior art date
Links
Classifications
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
- Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
Abstract
Description
Oblasť technikyTechnical field
Vynález sa týka izolačných meracích prevodníkov striedavého elektrického prúdu na elektrické napätie alebo prúd.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to AC / AC isolation measuring transducers for an electrical voltage or current.
Doterajší stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION
Obvody na prevod striedavého prúdu elektrického prúdu na meracie účely, ktoré zabezpečujú aj funkciu galvanickej izolácie výstupného obvodu prevodníka od meraného okruhu sú založené na prenose elektrického prúdu prostredníctvom magnetického poľa, elektrického poľa v kondenzátoroch, alebo elektromagnetického poľa v optických prenosových prvkoch. Známe obvody pracujú principiálne s buď s priamym prevodom prostredníctvom magnetického poľa generovaného meraným prúdom, alebo s prevodom meraného prúdu na pomocnú veličinu, ktorá jc prostredníctvom magnetického, elektrického alebo elektromagnetického poľa prenesená do galvanický izolovanej časti obvodu a tam je pomocná veličina prevedená na požadovaný výstupný signál. Sú známe aj prevodníky na báze Hadovho javu, ktoré priamo prevádzajú magnetické pole vytvorené meraným prúdom na výstupné napätie, ale presnosť prevodu je limitovaná pomerne nízkou stabilitou parametrov Hadových sond. Z toho dôvodu sa v presných aplikáciách prakticky nepoužívajú. Výhoda prenosu prúdu prostredníctvom magnetického poľa v transformátoroch je to, že prenos je priamy, a tým principiálne umožňujúci maximálnu presnosť prenosu. Z tohto dôvodu sa na presný prevod prakticky používajú len transformátory. Nevýhoda priameho prevodu prúdu transformátorom je v tom, že prítomnosť jednosmernej zložky v meranom prúde ovplyvňuje magnetické vlastnosti transformátorového jadra a tým znižuje presnosť prevodu. Sú známe spôsoby elektronickej kompenzácie vplyvu jednosmernej zložky meraného prúdu na prenos, ich spoločnou nevýhodou je potreba komplikovaného elektronického a magnetického obvodu, čo prináša podstatné zvýšenie realizačných nákladov.The alternating current circuits for measurement purposes, which also provide the galvanic isolation function of the transmitter output circuit from the circuit being measured, are based on the transmission of electric current through a magnetic field, an electric field in capacitors, or an electromagnetic field in optical transmission elements. The known circuits work in principle either with direct conversion by means of a magnetic field generated by the measured current or by converting the measured current to an auxiliary quantity which is transferred via a magnetic, electric or electromagnetic field to the galvanically isolated part of the circuit. . Transmitters based on the Snake phenomenon are also known which directly convert the magnetic field created by the measured current to the output voltage, but the accuracy of the conversion is limited by the relatively low stability of the parameters of the Snake probes. Therefore, they are virtually not used in precision applications. The advantage of current transmission through the magnetic field in transformers is that the transmission is direct, and hence in principle allows maximum transmission accuracy. For this reason, only transformers are practically used for accurate conversion. The disadvantage of direct current transfer through the transformer is that the presence of a DC component in the measured current affects the magnetic properties of the transformer core and thus reduces the accuracy of the transfer. Methods of electronic compensation of the influence of the direct current component of the measured current on the transmission are known, their common disadvantage is the need for a complicated electronic and magnetic circuit, which brings a considerable increase in realization costs.
Je známy aj spôsob prenosu striedavého prúdu bez feromagnetického jadra, pri ktorom merací prevodník pozostáva z budiaceho vinutia, z ktorého sa do snímacieho vinutia cez vzájomnú indukčnosť indukuje napätie a toto výstupné napätie je potom fázovo korigované v elektronickom fázovacom obvode. Vzhľadom na problematické potlačenie vplyvu externých magnetických polí sa tento spôsob používa len na vysokofrekvenčné aplikácie.There is also known a method of transferring alternating current without a ferromagnetic core, in which the measuring transducer consists of an excitation winding, from which a voltage is induced into the sensing winding via mutual inductance and this output voltage is then phase corrected in an electronic phasing circuit. Due to the problematic suppression of the influence of external magnetic fields, this method is only used for high frequency applications.
Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION
Merací izolačný prevodník striedavého prúdu pozostávajúci z budiaceho vinutia a snímacieho vinutia pripojeného na vstup elektronického fázovacieho obvodu. Vodič budiaceho vinutia je tvarovaný do plošnej alebo priestorovej periodickej sústavy súbežných úsekov tohto vodiča, ktoré sú orientované tak, že elektrický prúd má v susedných súbežných úsekoch navzájom opačný smer. Toto usporiadanie vodiča vytvára v priestore vyplnenom budiacim vinutím periodické priestorové magnetické pole. Mimo tohto priestoru magnetické pole rýchlo zaniká. Snímacie vinutie tvorené vodičom vedeným súbežne s budiacim vinutím je orientované synchrónne s periodickým magnetickým poľom a preto sa parciálne príspevky periodickým poľom indukovaného napätia v snímacom vinutí spočítavajú. Externé magnetické pole má na výsledné indukované napätie malý vplyv, lebo jeho parciálne príspevky sa v jednotlivých opačne orientovaných úsekoch vzájomne kompenzujú. Ďalšou výhodou priestorového usporiadania budiaceho vinutia podľa vynálezu je rýchly zánik magnetického poľa budiaceho vinutia mimo tohto vinutia, čo sa prejavuje aj zmenšením vplyvu vlastností okolia na vzájomnú väzbu budiaceho a snímacieho vinutia.AC measuring transducer consisting of an excitation winding and a sensing winding connected to the input of an electronic phasing circuit. The drive winding conductor is shaped into a planar or spatial periodic array of parallel sections of the conductor, which are oriented in such a way that the electric current in opposite parallel sections is opposite to one another. This conductor arrangement creates a periodic spatial magnetic field in the space filled by the excitation winding. Outside this space, the magnetic field quickly disappears. The sensing winding formed by the conductor guided in parallel with the excitation winding is oriented synchronously with the periodic magnetic field and therefore the partial contributions of the periodic field-induced voltage in the sensing winding are calculated. The external magnetic field has little effect on the resulting induced voltage, since its partial contributions are compensated for each other in opposite directions. Another advantage of the spatial arrangement of the excitation winding according to the invention is the rapid disappearance of the magnetic field of the excitation winding outside this winding, which is manifested also by the reduction of the influence of the surrounding properties on the mutual coupling of the excitation and sensing windings.
Tienením z elektricky vodivého materiálu umiesteným medzi vodič budiaceho a snímacieho vinutia je možné potlačiť parazitný kapacitný prenos napäťového signálu z budiaceho na snímacie vinutie.By shielding the electrically conductive material placed between the excitation and sensing winding conductors, it is possible to suppress the parasitic capacitive transmission of the voltage signal from the excitation to the sensing winding.
Umiestnenie budiaceho vinutia a snímacieho vinutia spoločne v dutine telesa z elektricky vodivého materiálu zmenšuje väzbu oboch vinutí s okolím, čím sa zníži vyžarovanie, vplyv okolia na väzobný koeficient a citlivosť prevodníka na externé magnetické polia.Placing the excitation winding and sensing winding together in the cavity of the electrically conductive material body reduces the coupling of both windings to the environment, thereby reducing the radiation, the effect of the environment on the coupling coefficient and the sensitivity of the transmitter to external magnetic fields.
Fázovací obvod meracieho izolačného prevodníka striedavého prúdu je možné výhodne realizovať tak, že budiace vinutie je pripojené medzi signálovú zem a neinvertujúci vstup operačného zosilňovača, pričom referenčný rezistor je zapojený medzi signálovú zem a invertujúci vstup operačného zosilňovača, pričom integračný kondenzátor je zapojený medzi výstup a invertujúci vstup operačného zosilňovača, pričom medzi výstup a invertujúci vstup operačného zosilňovača je zapojený aj dolnopriepustný filter tak, že na výstup operačného zosilňovača je zapojený vstup dolnopriepustného filtra a na invertujúci vstup operačného zosilňovača je zapojený výstup dolnopriepustného filtra.The phase of the AC isolation converter may be advantageously realized such that the field winding is connected between the signal ground and the non-inverting input of the operational amplifier, the reference resistor is connected between the signal ground and the inverting input of the operational amplifier. an operational amplifier input, wherein a low pass filter is also connected between the output and the inverting operational amplifier input such that a low pass filter input is connected to the operational amplifier output and a low pass filter output is connected to the inverting operational amplifier input.
Vzhľadom na obvodovú jednoduchosť je výhodné použitie meracieho prevodníka striedavého prúdu v elektronických elektromeroch.Due to the circumferential simplicity, it is advantageous to use an AC measuring transducer in electronic meters.
Prehľad obrázkov na výkresochBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Na obr. 1 je principiálne znázornený merací izolačný prevodník striedavého prúdu.In FIG. 1 shows an AC measuring transducer in principle.
Na obr. 2 je principiálne znázornený tienený merací izolačný prevodník striedavého prúdu.In FIG. 2 shows in principle a shielded AC measuring transducer.
Na obr. 3 je principiálne znázornený príklad zapojenia fázovacieho obvodu meracieho izolačného prevodníka striedavého prúdu.In FIG. 3 shows, in principle, an example of the connection of a phasing circuit of an AC measuring converter.
Na obr. 4 je principiálne znázornené iné zapojenie fázovacieho obvodu meracieho izolačného prevodníka striedavého prúdu.In FIG. 4 shows in principle another circuit of the AC isolation converter phasing circuit.
Príklady uskutočnenia vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Na obr. 1 je principiálne znázornený merací izolačný prevodník striedavého prúdu, ktorého vodič 1 budiaceho vinutia je tvarovaný do priestorovej periodickej sústavy štyroch súbežných úsekov (3) vodiča orientovaných tak, že susedné súbežne úseky sú z hľadiska toku prúdu navzájom opačne orientované. Súbežne s vodičom 1 budiaceho vinutia sú vedené štyri závity vodiča 2 snímacieho vinutia. Vodiče snímacieho vinutia sú vybavené tienením 9 prechádzajúcim priestorom medzi snímacím a budiacim vinutím.In FIG. 1 shows, in principle, an AC measuring transducer whose excitation conductor 1 is shaped into a spatial periodic system of four parallel conductor sections (3) oriented in such a way that adjacent parallel sections are oppositely oriented with respect to current flow. Four windings of the sensor winding conductor 2 are guided parallel to the excitation winding conductor 1. The conductor of the sensing winding is provided with a shield 9 extending through the space between the sensing and excitation windings.
Na obr. 2 je znázornený merací izolačný prevodník striedavého prúdu, ktorého vodič 1 budiaceho vinutia a vodič 2 snímacieho vinutia sú umiestnené v dutine telesa z elektricky vodivého materiálu.In FIG. 2 shows an AC measuring transducer whose excitation winding conductor 1 and the sensing winding conductor 2 are housed in a cavity of a body of electrically conductive material.
Na obr. 3 je znázornený fázovací obvod meracieho prevodníka striedavého prúdu, v ktorom budiace vinutie 2 je pripojené medzi signálovú zem a neinvertujúci vstup operačného zosilňovača 14. Referenčný rezistor 13 je zapojený medzi signálovú zem a invertujúci vstup operačného zosil2 ňovača 14. Integračný kondenzátor 15 je zapojený medzi výstup a invertujúci vstup operačného zosilňovača 14 a paralelne k integračnému kondenzátoru medzi výstup a invertujúci vstup operačného zosilňovača 14 je zapojený doinopriepustný filter 16. Filter je zapojený tak, že na výstup operačného zosilňovača 14 je zapojený vstup dolnopriepustného filtra a na invertujúci vstup operačného zosilňovača 14 je zapojený výstup dolnopriepustného filtra 16.In FIG. 3 shows an alternating current phasing circuit in which the field winding 2 is connected between the signal ground and the non-inverting input of the operational amplifier 14. The reference resistor 13 is connected between the signal ground and the inverting input of the operational amplifier 14. The integrating capacitor 15 is connected between the output and an inverting input of the operational amplifier 14 and parallel to the integrating capacitor between the output and the inverting input of the operational amplifier 14 is connected to the inlet filter 16. The filter is connected such that a lowpass filter input is connected to the output of the operational amplifier. low pass filter output 16.
Priemyselná využiteľnosťIndustrial usability
Merací prevodník striedavého prúdu je možné využiť ako vstupný obvod meradiel a meracích systémov na meranie striedavého prúdu, výkonu a elektrickej energie.The AC transducer can be used as an input circuit for gauges and measuring systems to measure AC, power, and electrical power.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SK1801-97A SK284162B6 (en) | 1997-12-31 | 1997-12-31 | The measuring insulation alternating current converter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SK1801-97A SK284162B6 (en) | 1997-12-31 | 1997-12-31 | The measuring insulation alternating current converter |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SK180197A3 SK180197A3 (en) | 1999-08-06 |
SK284162B6 true SK284162B6 (en) | 2004-10-05 |
Family
ID=20434812
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SK1801-97A SK284162B6 (en) | 1997-12-31 | 1997-12-31 | The measuring insulation alternating current converter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SK (1) | SK284162B6 (en) |
-
1997
- 1997-12-31 SK SK1801-97A patent/SK284162B6/en unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
SK180197A3 (en) | 1999-08-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7847543B2 (en) | Precision flexible current sensor | |
CN1161619C (en) | Current sensor | |
US7622909B2 (en) | Magnetic field sensor and electrical current sensor therewith | |
US9310327B2 (en) | Toroidal conductivity probe with integrated circuitry | |
US6573707B2 (en) | Displacement detecting device power supply and data communication device | |
US5642041A (en) | Alternating current sensor employing parallel plates and having high dynamic range and accuracy | |
CA2183338A1 (en) | Electromagnetic Acoustic Transducer for Bolt Tension and Load Measurement | |
CN111856105A (en) | Non-contact current sensor and use method thereof | |
EP3821261A1 (en) | Active current monitor | |
FI98865C (en) | Method for measuring alternating current, measuring sensor for measuring alternating current and its use in a kWh meter | |
US5446372A (en) | Noninductive shunt current sensor with self-power capability | |
CN110161296A (en) | The excitation closed control circuit and its control method of fluxgate current sensor | |
US8947074B1 (en) | Inductive position sensor | |
CN112729479A (en) | Coil type magnetostrictive sensor | |
SK284162B6 (en) | The measuring insulation alternating current converter | |
CN116930589A (en) | AC/DC multi-air gap magnetic resistance current sensor and current measuring method | |
CN110609163A (en) | Non-invasive current and voltage metering device | |
NL7908848A (en) | DEVICE FOR DETERMINING THE POSITION OF A MOVABLE BODY WITH REGARD TO A FIXED SUPPORT BODY. | |
CN213581107U (en) | High-precision current sensor | |
CN107544039B (en) | Miniature magnetic resistance magnetometer with external feedback coil | |
CN211979026U (en) | Voltage sensor for measuring high voltage | |
JP3065114B2 (en) | Method and apparatus for balancing a displacement transducer measurement sequence by eddy current measurement | |
RU2555200C2 (en) | Method of temperature compensation of inductive position sensor and device for its implementation | |
RU2057283C1 (en) | Device for measurement of displacement | |
Saxena et al. | Inductive ratio transducer instrumentation system for displacement measurement |