SU1264086A1 - Contactless current sensing element - Google Patents
Contactless current sensing element Download PDFInfo
- Publication number
- SU1264086A1 SU1264086A1 SU833666724A SU3666724A SU1264086A1 SU 1264086 A1 SU1264086 A1 SU 1264086A1 SU 833666724 A SU833666724 A SU 833666724A SU 3666724 A SU3666724 A SU 3666724A SU 1264086 A1 SU1264086 A1 SU 1264086A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- conductor
- current
- electrodes
- sensor
- contactless
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к электроизмерительной технике. Цель изобретени - упрощение конструкции и повышение надежности датчика достигаетс тем, что датчик содержит только два электрода 2 и 3, которые расположены на поверхности токопровода 1 на диэлектрических подложках 6. Мерой измер емого тока вл етс величина емкостной св зи между электродами 2 и 3, значение которой зависит от величины тока в токопроводе 1. 4 ил.This invention relates to electrical measuring technology. The purpose of the invention is to simplify the design and increase the reliability of the sensor by the fact that the sensor contains only two electrodes 2 and 3, which are located on the surface of the conductor 1 on dielectric substrates 6. A measure of the measured current is the value of capacitive coupling between electrodes 2 and 3, the value which depends on the current in the conductor 1. 4 Il.
Description
(Л(L
с:with:
гоgo
ot 4 оot 4 about
0000
оabout
Изобретение относитс к электроизмерительной технике и может быть использовано дл бесконтактного измерени больших токов.The invention relates to electrical measuring equipment and can be used for non-contact measurement of large currents.
Цель изобретени - упрощение конструкции и повышени надежности бесконтактного датчика тока за счет расположени электродов преобразовател на поверхности токопровода.The purpose of the invention is to simplify the design and increase the reliability of a contactless current sensor due to the location of the transducer electrodes on the surface of the conductor.
На фиг. 1 изображен бесконтактный датчик тока, обш,ий вид; на фиг. 2поперечное и осевое сечени бесконтактного датчика тока с обозначением области проводимости токопровода при отсутствии измер емого тока; на фиг. 3 - поперечное и осевое сечени бесконтактного датчика тока с обозначением области проводимости токопровода при прохождении по нему измер емого тока, на фиг, 4 - зависимость емкости между электродами от величины и направлени тока в токопроводе.FIG. 1 shows a contactless current sensor, open type; in fig. 2 transverse and axial sections of a contactless current sensor with the designation of the conductor conduction region in the absence of a measured current; in fig. 3 shows a transverse and axial section of a contactless current sensor with indication of the conductor conduction region when a measured current passes through it, FIG. 4 shows the dependence of the capacitance between the electrodes on the magnitude and direction of the current in the conductor.
Бесконтактный датчик тока (фиг. 1) содержит токопровод 1 и два электрода 2 и 3 , подключенных к выходным зажимам 4 и 5 датчика. Электроды 2 и 3 расположены на поверхности токопровода 1 на диэлектрических подложках 6 . Продольна ось токопр вода 1 обозначена позицией 7, провод щее сечение токопровода 1 при отсутствии тока - позицией 8 (фиг. и провод щее сечение токопровода 1 при прохождении тока через токопровод I обозначено позицией 9 (фиг. 3) Бесконтактный датчик тока работает следующим образом. При протекании контролируемого тока вдоль продольной оси 7 токопровода 1 (фиг. 1) в его поперечном сечении между центром и кра ми по вл етс разность потенциалов, знак которой не зависит от направлени тока Указанное объ сн етс тем, что при протекании тока внутри токопровода 1 происходит его осева концентраци , вызывающа по вление отрицательного потенциала в центре поперечного сечени токопровода 1 от носительно его краев (дл токопровода 1 с электронной проводимостью Осева концентраци тока происходит за счет взаимодействи тока с внутренним магнитным полем, создаваемым самим током. Осевое сжатие тока в т копроводе 1 и по вление вследствие этого распределени потенциалов вA contactless current sensor (Fig. 1) contains a conductor 1 and two electrodes 2 and 3 connected to the output terminals 4 and 5 of the sensor. The electrodes 2 and 3 are located on the surface of the conductor 1 on the dielectric substrates 6. The longitudinal axis of current flow water 1 is indicated by the position 7, the conductive section of the conductor 1 in the absence of current is indicated by the position 8 (Fig. And the conductive section of the conductor 1 when current passes through the conductor I is indicated by the position 9 (Fig. 3). The contactless current sensor works as follows. When a controlled current flows along the longitudinal axis 7 of the conductor 1 (Fig. 1), a potential difference appears in its cross section between the center and the edges, the sign of which does not depend on the current direction. This is due to the fact that when current flows inside conductor 1 is axially concentrated, causing a negative potential in the center of the cross section of conductor 1 relative to its edges (for conductor 1 with electronic conductivity) Axial current concentration occurs due to the interaction of the current with the internal magnetic field created by the current itself. Axial current compression in This is the result of the distribution of potentials in
плоскости его поперечного сечени не завис т от направлени тока в токопроводе и вызывают обеднение основными носител ми тока крайних поверхностных областей токопровода 1. При этом провод щее сечение токопровода 1 уменьшаетс с возрастанием величины тока, т.е. оно сжимаетс к продольной оси 7 и соответственноits cross-sectional planes do not depend on the direction of the current in the conductor and cause the main current carriers to deplete the extreme surface areas of the conductor 1. At the same time, the conductive section of the conductor 1 decreases with increasing current, i.e. it is compressed to the longitudinal axis 7 and
расшир етс от краев к оси 7 обедненна зона токопровода 1. При отсутствии тока в токопроводе 1 (фиг. 2) геометрические размеры его сечени совпадают с размерами егоthe depleted zone of the conductor 1 expands from the edges to the axis 7. In the absence of current in the conductor 1 (Fig. 2), the geometric dimensions of its cross section coincide with its dimensions
токопровод щего сечени 8. При этом между электродами 2 и 3 существует емкостна св зь, величина которой определ етс геометрическими размерами и взаимным расположением электродов 2 и 3, а также рассто нием от электродов 2 и 3 до токопровод щего сечени 8.conductive section 8. At the same time between the electrodes 2 and 3 there is a capacitive coupling, the value of which is determined by the geometric dimensions and the relative position of the electrodes 2 and 3, as well as the distance from the electrodes 2 and 3 to the conductive section 8.
При прохождении тока через токопровод 1 происходит осевое сжатиеWith the passage of current through the conductor 1, axial compression occurs
тока (фиг. 3) и размеры токопровод щего сечени 9 оказьшаютс меньше геометрических размеров сечени токопровода 1. При этом за счет осевого сокращени размеров токопровод щего сечени его вли ние на емкостную св зь между электродами 2 и 3 уменьшаетс , и величина этой св зи возрастает (фиг. 4). Дл увеличени емкостной св зи электроды 2 и 3 могут быть выполнены в виде колец и расположены на токопроводе 1 также на кольцевых диэлектрических подложках 6, обеспечивающих и изол цию электродов 2 и 3 от токопровода 1. В качестве материала токопровода 1 может быть использован металл с магнитной проницаемостью 100-500 или полупроводник , например германий или кремний. Дл измерени тока к выходным зажимам 4 и 5 подключают измерительньй прибор, например измеритель емкости , шкалу которого градуируют при предварительной калибровке датчика . Другим возможным вариантом измерени тока вл етс использование емкости датчика в качестве частотнозадающего элемента колебательного контура. Дл этого выходные зажимы 4 и 5 подключают к колебательному контуру и производ т измерение резонансной частоты этого контура, значение которой в этом случае вл етс мерой измер емого тока.current (Fig. 3) and the dimensions of the conductive section 9 are smaller than the geometrical dimensions of the section of the conductor 1. At the same time, due to the axial reduction of the dimensions of the conductive section, its effect on the capacitive coupling between electrodes 2 and 3 decreases, and the value of this connection increases (Fig. 4). To increase capacitive coupling, electrodes 2 and 3 can be made in the form of rings and are located on the conductor 1 also on annular dielectric substrates 6, which also insulate the electrodes 2 and 3 from the conductor 1. As the material of the conductor 1, a metal with magnetic permeability of 100-500 or semiconductor, such as germanium or silicon. To measure the current, a measuring device, such as a capacitance meter, is then connected to the output terminals 4 and 5, the scale of which is calibrated when the sensor is pre-calibrated. Another possible way to measure current is to use the capacitance of the sensor as the frequency-response element of an oscillating circuit. For this, the output terminals 4 and 5 are connected to an oscillating circuit and the resonant frequency of this circuit is measured, the value of which in this case is a measure of the measured current.
Электроды 2 и 3 могут быть выполнены также в виде двух параллельных печатных проводников и располагатьс на поверхности токопровода различным образом: вдоль образующей токопровода , в виде спирали и т.д.The electrodes 2 and 3 can also be made in the form of two parallel printed conductors and placed on the surface of the conductor in various ways: along the generatrix of the conductor, in the form of a spiral, etc.
Конкретные геометрические размеры электродов, их расположение, рассто ние между ними, толщина диэлектрических подложек определ ютс формой и размерами токопровода и требовани ми к динамическому диапазону измер емых токов.The specific geometrical dimensions of the electrodes, their location, the distance between them, the thickness of the dielectric substrates are determined by the shape and size of the conductor and the requirements for the dynamic range of the measured currents.
При выборе динамического диапазона изменени емкости датчика существенное значение имеют физические свойства вещества токопровода - магнитна проницаемость и проводимость. Осевое сжатие тока в токопроводе и соответственно увеличение емкостной св зи между электродами датчика возрастает с увеличением магнитной проницаемости вещества токопровода и уменьшаетс с ростом его проводимости . Поэтому в качестве токопровода могут быть использованы как металлы , так и полупроводники.When choosing a dynamic range for changing the capacitance of a sensor, the physical properties of a conductor substance — magnetic permeability and conductivity — are essential. The axial compression of the current in the conductor and, accordingly, the increase in capacitive coupling between the sensor electrodes increases with increasing magnetic permeability of the conductor material and decreases with increasing conductivity. Therefore, as a conductor can be used both metals and semiconductors.
Предлагаемый бесконтактный датчик тока (по сравнению с прототипом) обладает простотой конструкции, высокой надежностью, содержит всего несколько простых конструктивных элементов (два электрода с диэлектрическими подложками и токопровод), что позвол ет использовать его в различных услови х эксплуатации.The proposed contactless current sensor (as compared to the prototype) has a simple design, high reliability, contains only a few simple structural elements (two electrodes with dielectric substrates and a conductor), which allows its use in various operating conditions.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU833666724A SU1264086A1 (en) | 1983-11-28 | 1983-11-28 | Contactless current sensing element |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU833666724A SU1264086A1 (en) | 1983-11-28 | 1983-11-28 | Contactless current sensing element |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1264086A1 true SU1264086A1 (en) | 1986-10-15 |
Family
ID=21090648
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU833666724A SU1264086A1 (en) | 1983-11-28 | 1983-11-28 | Contactless current sensing element |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1264086A1 (en) |
-
1983
- 1983-11-28 SU SU833666724A patent/SU1264086A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР № 996943, кг.. G 01 R 19/00, 1981. Авторское свидетельство СССР № 970942, кл. G 01 R 19/00,08.04.81. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4010715A (en) | Fluid conductivity detecting means | |
US3400331A (en) | Gaging device including a probe having a plurality of concentric and coextensive electrodes | |
KR100353133B1 (en) | Electrostatic capacitance sensor, electrostatic capacitance sensor component, object mounting body and object mounting apparatus | |
US3928796A (en) | Capacitive displacement transducer | |
CN105353223A (en) | Capacitor coupling noncontact conductance measurement device and method | |
JPH0410585B2 (en) | ||
CN107576854B (en) | Concentric circle-shaped MEMS low-conductivity sensor with interdigital and application method | |
Noltingk | A novel proximity gauge | |
SU1264086A1 (en) | Contactless current sensing element | |
US4015199A (en) | Cell for measurement of the electrical conductivity of liquids | |
US3739265A (en) | Test instrument and method for isolating and measuring the capacitance due to a particular functional group in a liquid | |
JP3815771B2 (en) | Capacitance type gap sensor and signal detection method thereof | |
CN115712014A (en) | Weak current sensing device based on snakelike grain core current-carrying polar plate structure | |
SU798576A1 (en) | Multichannel capacitive through-type sensor | |
Sommerfeld et al. | Symmetry breaking of the admittance of a classical two-dimensional electron system in a magnetic field | |
US3355661A (en) | Apparatus for measuring the conductivity of electrolyte | |
US3411355A (en) | Electromagnetic volumetric flowmeter | |
SU523340A1 (en) | Capacitive sensor | |
JPH02171660A (en) | Component force measuring apparatus for acceleration, especially gravity by angle measuring method | |
SU561897A1 (en) | High-frequency variable-conductance sensor | |
SU1379653A1 (en) | Device for measuring pressure | |
US3335364A (en) | Dielectric measurement of thin materials including means for generating and measuring an electric field in the plane of said material | |
SU830254A1 (en) | Electric capacitive meter of non-electric values | |
SU1315836A1 (en) | Device for measuring pressure | |
SU1350624A1 (en) | Standing wave minimum indicator |