SU1656471A1 - Measuring shunt - Google Patents

Measuring shunt Download PDF

Info

Publication number
SU1656471A1
SU1656471A1 SU894632105A SU4632105A SU1656471A1 SU 1656471 A1 SU1656471 A1 SU 1656471A1 SU 894632105 A SU894632105 A SU 894632105A SU 4632105 A SU4632105 A SU 4632105A SU 1656471 A1 SU1656471 A1 SU 1656471A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
resistive element
casing
conductor
ferromagnetic material
coaxial
Prior art date
Application number
SU894632105A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Александрович Прудкой
Original Assignee
Предприятие П/Я Г-4665
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 Предприятие П/Я Г-4665 filed Critical Предприятие П/Я Г-4665
Priority to SU894632105A priority Critical patent/SU1656471A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1656471A1 publication Critical patent/SU1656471A1/en

Links

Landscapes

  • Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике и может быть использовано дл  измерени  импульсных и переменных токов в различных коаксиальных структурах, например в коаксиальных лини х передачи, ускорител х зар женных частиц. Цель изобретени  - повышение точности измерений - достигаетс  путем повышени  помехоустойчивости и расширени  полосы воспроизводимых частот измерительного шунта. Электропроводный кожух 4 защищает резистивный элемент 2 от поме- хонесущих токов, протекающих по внешнему проводнику коаксиального кабел  Ферромагнитный материал 5 преп тствует протеканию измер емых токов по кожуху, мину  резистивный элемент. 1 ил.The invention relates to electrical measuring technology and can be used to measure pulsed and alternating currents in various coaxial structures, such as coaxial transmission lines, accelerators, and charged particles. The purpose of the invention — improving measurement accuracy — is achieved by increasing noise immunity and expanding the frequency band of a reproducible measuring shunt. The conductive casing 4 protects the resistive element 2 from the interfering currents flowing through the outer conductor of the coaxial cable. Ferromagnetic material 5 prevents the flow of measured currents through the casing, the resistive element. 1 il.

Description

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике и может быть использовано дл  измерени  импульсных или переменных токов в коаксиальных структу- рах(например, в коаксиальных лини х передачи , ускорител х зар женных частиц).The invention relates to electrical measuring technology and can be used to measure pulsed or variable currents in coaxial structures (for example, in coaxial transmission lines, accelerators of charged particles).

Цель изобретени  - повышение точности измерений путем повышени  помехоустойчивости и расширени  полосы регистрируемых частот.The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy by increasing noise immunity and expanding the frequency band of recorded frequencies.

На чертеже представлена конструкци  измерительного шунта.The drawing shows the design of the measuring shunt.

Шунт содержит полый проводник 1. резистивный элемент 2, коаксиальный кабель 3 св зи с измерительной и регистрирующей аппаратурой, полый электропроводный кожух 4, ферромагнитный материал 5, 6 и 7 - выводы резистивного элемента 2, измерительную и регистрирующую аппаратуру 8 кабел  3, диэлектрическую прокладку 9. Резистивный элемент 2 включен в разрыв полого проводника 1. Полый кожух 4 охватывает снаружи резистивный элемент 2 и соединен механически и электрически сThe shunt contains a hollow conductor 1. resistive element 2, coaxial cable 3 connection with the measuring and recording equipment, hollow conductive casing 4, ferromagnetic material 5, 6 and 7 - conclusions of the resistive element 2, measuring and recording equipment 8 cable 3, a dielectric strip 9 The resistive element 2 is included in the gap of the hollow conductor 1. The hollow casing 4 covers the outside of the resistive element 2 and is connected mechanically and electrically with

полым проводником 1 с обеих сторон резистивного элемента 2. Между внутренней поверхностью кожуха 4 и наружной поверхностью полого проводника 1 размещен ферромагнитный материал 5. Первый вывод 6 резистивного элемента присоединен к внутреннему проводнику, а второй вывод 7 - к экрану коаксиального кабел  св зи, причем вывод 6 резистивного элемента , подключаемый к внутреннему проводнику кабел  св зи, размещен между резистивным элементом 2 и ферромагнитным материалом 5. Диэлектрическа  прокладка 9 размещена между резистивным элементом 2 и его выводом 6.a hollow conductor 1 on both sides of the resistive element 2. Between the inner surface of the casing 4 and the outer surface of the hollow conductor 1 is placed ferromagnetic material 5. The first pin 6 of the resistive element is connected to the inner conductor, and the second pin 7 is connected to the screen of the coaxial cable, and A 6 resistive element connected to the inner conductor of the communication cable is placed between the resistive element 2 and the ferromagnetic material 5. A dielectric strip 9 is placed between the resistive element 2 and its About conclusion 6.

В качестве резистивного элемента могут быть использованы дискретные резисторы (например, С2-10, ТВО), равномерно распределенные по окружности разрыва, или отрезок тонкостенной трубы из сплава с высоким удельным сопротивлением (например , нихром). Толщина стенки трубы выбираетс  таким образом, чтобы она по крайней мере в 4 раза меньше глубиныAs a resistive element, discrete resistors (for example, C2-10, TVO), uniformly distributed around the discontinuity circle, or a thin-walled thin-alloy pipe section (for example, nichrome) can be used. The pipe wall thickness is chosen so that it is at least 4 times less than the depth

ШSh

О (ЛO (L

а VIa VI

скин-сло  на всех частотах измер емого тока .skin layer at all frequencies of the measured current.

В качестве ферромагнитного материала , заполн ющего внутренний объем кожуха , целесообразно использовать кольцевые ферритовые сердечники (н апример, из ферритов марок 1000НН, 1000НМ, 2000НН, 2000НМ), размещаемые концентрично полому проводнику. Размеры и количество сердечников выбирают, исход  из следую- щих условий.As a ferromagnetic material that fills the internal volume of the casing, it is advisable to use ring ferrite cores (for example, from ferrites of marks 1000НН, 1000НМ, 2000НН, 2000НМ) placed concentrically to the hollow conductor. The sizes and number of cores are chosen based on the following conditions.

Спад плоской части переходной характеристики на длительности измер емого импульса не больше заданного, т.е.:The fall of the flat part of the transient response on the duration of the measured pulse is not more than the specified one, ie:

R- К R- K

где//о - 4 Л-10 - магнитна  посто нна ;where // o - 4 L-10 is a magnetic constant;

// - магнитна  проницаемость материала сердечника;// - magnetic permeability of the core material;

h - ширина сердечника;h is the width of the core;

D, d - наружный и внутренний диаметр сердечников соответственно;D, d - outer and inner diameter of the cores, respectively;

N - количество сердечников;N is the number of cores;

т.и длительность импульса измер емого тока;so the pulse duration of the measured current;

К - допустимый спад плоской части переходной характеристики (обычно К 5%);K is the allowable decay of the flat part of the transient response (usually K 5%);

R - сопротивление резистивного элемента .R is the resistance of the resistive element.

Не должно происходить насыщени  материала сердечника, т.е.No saturation of the core material should occur, i.e.

Вн N Vn n

j I (t) dt j I (t) dt

toto

RR

где l(t) - измер емый ток;where l (t) is the measured current;

to врем  начала измер емого импульса;to the time of the beginning of the measured pulse;

1и длительность измер емого импульса;1 and the duration of the measured pulse;

S - площадь поперечного сечени  сердечника;S is the cross-sectional area of the core;

Вн индукци  насыщени  материала сердечника.Int induction saturation of the core material.

Вывод резистивного элемента, подклю- чаемого к внутренннему проводнику коаксиального кабел  св зи, может быть выполнен различным образом. Если особых требований по быстродействию к шунту не предъ вл етс , то в этом качестве может быть использован любой провод. Если же требуетс  достичь предельного быстродействи , необходимо выполн ть его в виде цилиндрического трубчатого электрода, концентричного резистивному элементу. В этом случае целесообразно дл  передачи сигнала, снимаемого с резистивного элемента , использовать несколько идентичных кабелей, подключаемых к резистивномуThe output of the resistive element connected to the inner conductor of the coaxial communication cable can be made in various ways. If there are no special requirements for shunt speed, then any wire can be used as such. If, however, it is necessary to achieve maximum speed, it is necessary to perform it in the form of a cylindrical tubular electrode concentric to the resistive element. In this case, it is advisable to transmit a signal taken from a resistive element using several identical cables connected to a resistive

0 0

5five

UU

5five

00

5five

00

5 0 5 5 0 5

элементу равномерно по окружности шунта.element uniformly around the circumference of the shunt.

Полый проводник обычно представл ет собой отрезок цилиндрической трубы из сплава с высокой проводимостью (медь и ее сплавы, сталь, алюминий и его сплавы) с фланцами дл  включени  в рассечку коаксиальной структуры. В качестве полого проводника может быть также использован непосредственно внешний проводник коаксиальной структуры.A hollow conductor is usually a piece of a cylindrical pipe made of an alloy with a high conductivity (copper and its alloys, steel, aluminum and its alloys) with flanges for insertion into a dissecting coaxial structure. As a hollow conductor, the outer conductor of the coaxial structure can also be used directly.

Кожух может быть произвольной формы , однако он должен обеспечивать размещение внутри необходимого количества ферромагнитного материала. Толщина стенки кожуха выбираетс  из услови , чтобы она была по крайней мере в 5-10 раз больше глубины скин-сло .The casing may be of arbitrary shape, but it must ensure that the ferromagnetic material is placed inside the required amount. The thickness of the casing wall is chosen from the condition that it is at least 5-10 times greater than the depth of the skin layer.

В качестве блока измерени  и регистрации можно использовать любой электронныйосциллограф ,имеющий соответствующую полосу пропускани  и чувствительность, например С8-13. С8-12. С9-4А, С7-10Б, СРГ5.As a unit of measurement and recording, you can use any electron oscilloscope that has the appropriate bandwidth and sensitivity, for example C8-13. C8-12. С9-4А, С7-10Б, СРГ5.

Работает шунт следующим образом.Works shunt as follows.

Из-за скин-эффекта измер емый ток будет течь по внутренней поверхности полого проводника 1. Благодар  наличию разрыва весь этот ток вынужден протекать по резистивному элементу 2, создава  на нем падение напр жени  U,Due to the skin effect, the measured current will flow along the inner surface of the hollow conductor 1. Due to the presence of a discontinuity, all this current must flow through the resistive element 2, creating a voltage drop U on it,

U Рш-1,U Psh-1,

где Rm - сопротивление резистивного эле мента;where Rm is the resistance of the resistive element;

I - измер емый ток,I is the measured current

которое при помощи коаксиального кабел  3 подаетс  на регистрирующую аппаратуру 8. Электропроводный кожух 4 защищает ре- зистивный элемент 2 от помехонесущих токов , протекающих по внешнему проводнику коаксиальной структуры, и предотвращает излучение паразитных электромагнитных полей во внешнее пространство разрывом в полом проводнике. Ферромагнитный материал 5 преп тствует протеканию измер емых токов по кожуху, мину  резистивный элемент. Диэлектрическа  прокладка 9 изолирует резистивный элемент 2 от его вывода 6, подключаемого к внутреннему проводнику коаксиального кабел  св зи 3.which, using a coaxial cable 3, is fed to the recording apparatus 8. The electrically conductive casing 4 protects the resistive element 2 from disturbing currents flowing through the outer conductor of the coaxial structure and prevents the emission of parasitic electromagnetic fields into the outer space by a break in the hollow conductor. Ferromagnetic material 5 prevents the flow of measured currents through the casing, the resistive element mines. The dielectric strip 9 isolates the resistive element 2 from its pin 6 connected to the inner conductor of the coaxial cable 3.

При работе устройства в услови х воздействи  сильных электромагнитных помех в наружном проводнике коаксиала наводитс  помехонесущий ток п. В прототипе этот ток вызывает по вление сигнала помехиWhen the device is operating under the conditions of strong electromagnetic interference in the outer conductor of the coaxial, an interfering current is induced in the p. In the prototype, this current causes the appearance of an interference signal

Un In Пи,Un In Pi,

где гш - сопротивление резистивного элемента ,where gsh is the resistance of the resistive element,

накладывающегос  на основной сигнал. В предлагаемом устройстве из-за экранногоsuperimposed on the main signal. In the proposed device because of the screen

действи  кожуха сигнал помехи меньше в К раз:the casing effect, the interference signal is less K times:

К .To

Z12Z12

где Zi2 ,- Л 2 va е where Zi2, - L 2 va e

сопротивлениеresistance

св зи кожуха;casing connections;

d - толщина скин-сло ;d is the thickness of the skin layer;

-7 Гн-7 g

//о 4-л-10магнитна  посто нм// about 4-l-10 magnetic constant nm

на ;on ;

/л- относительна  магнитна  проницаемость материала кожуха;/ l- relative magnetic permeability of the housing material;

э радиус кожуха;e is the radius of the casing;

Ос удельна  проводимость материала кожуха,OS specific conductivity of the material of the casing,

А- топ щи и а стенки кожуха;A- top shchi and a wall of the casing;

f - частота помехонесущего тока;f is the frequency of the disturbing current;

I - длина кожуха.I - the length of the casing.

Расчеты по этой формуле показывают, что кожух, выполненный из хорошопрово- д щего материала (медь, алюминий или их сплавы, сталь), обеспечивает практически полное подавление помехи (К 1010-1011).Calculations using this formula show that a casing made of well-conducting material (copper, aluminum or their alloys, steel) provides almost complete interference suppression (K 1010-1011).

Такую же степень улучшени  экранировки , как следует из принципа взаимности, должен обеспечивать кожух и дл  паразитных электромагнитных полей, излучаемых разрывом во внешнее пространство,The same degree of improvement in shielding, as follows from the principle of reciprocity, should be provided by the casing and for parasitic electromagnetic fields radiated by a break into outer space,

В данной конструкции параллельно ре- зистивному элементу включаетс  цепь наружна  поверхность полого проводника - внутренн   поверхность кожуха - наружна  поверхность полого проводника. ВходноеIn this construction, parallel to the resistive element, the circuit includes the outer surface of the hollow conductor - the inner surface of the housing - the outer surface of the hollow conductor. Input

сопротивлениеэтой цепи ZPx. во-первых, целиком регламентировано конструкцией шунта, а во-вторых, из-за того, что внутренн   полость кожуха заполнена ферромагнитнымматериалом ,носитresistance to this ZPx circuit. firstly, it is entirely regulated by the design of the shunt, and secondly, due to the fact that the internal cavity of the casing is filled with ferromagnetic material, wears

преимущественно индуктивно-активный характер , причем ZBX RIU вплоть до верхней граничной частоты резистивного элемента Так как на практике верхн   гранична  частота резистивного элемента во много раз выше первой резонансной частоты паразитной цепи, предлагаемое решение позвол ет многократно расширить полосу воспроизводимых частот в область верхних ч ICTOT.mainly inductively active, with ZBX RIU up to the upper limiting frequency of the resistive element. As in practice, the upper limiting frequency of the resistive element is many times higher than the first resonant frequency of the parasitic circuit, the proposed solution allows the frequency range of the reproducible frequencies to be repeatedly extended to the upper ICTOT.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Измерительный шунт, содержащий ре зистивный элемент, встроенный п разрыв полого проводника, при этом один выаод резистивного элемента подключен к внутреннему проводнику коаксиального кабел  св зи с блоком измерени  и регистрации, с- тличающийс  тем, что, с целью повышени  точности измерений путем повышени  помехоустойчивости и расширени  полосы регистрируемых частот, в него дополнительно введен полый электропроводный кожух, заполненный ферромагнитным материалом, разрыв в полом проводнике и резистивный элемент размещены в кожухе, соединенном с наружной поверхностью полого проводника, причем вывод резистивного элемента, подключенный к внутреннему проводнику кабел  св зи , размещен между ферромагнитнымA measuring shunt containing a resistive element, built-in is a gap of a hollow conductor, and one outlet of the resistive element is connected to the internal conductor of the coaxial communication cable with the measuring and recording unit, in order to improve the measurement accuracy by improving the noise immunity and expansion of the recorded frequency band, an additional hollow electrically conductive casing filled with ferromagnetic material is introduced into it, a gap in the hollow conductor and a resistive element are placed in the casing, with Unification with the outer surface of the hollow conductor, wherein the output of the resistive element connected to the inner conductor of the cable connection is disposed between the ferromagnetic материалом и резистивным элементом.material and resistive element.
SU894632105A 1989-01-05 1989-01-05 Measuring shunt SU1656471A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894632105A SU1656471A1 (en) 1989-01-05 1989-01-05 Measuring shunt

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894632105A SU1656471A1 (en) 1989-01-05 1989-01-05 Measuring shunt

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1656471A1 true SU1656471A1 (en) 1991-06-15

Family

ID=21420392

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU894632105A SU1656471A1 (en) 1989-01-05 1989-01-05 Measuring shunt

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1656471A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Шваб В. Измерени на высоком напр жении. М. - Энергоатомиздат, 1983, с. 153. Москалев В.А. и др. Измерение параметров пучков зар женных частиц. М.. - Атомиздат, 1980, с. 38. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Baum et al. Sensors for electromagnetic pulse measurements both inside and away from nuclear source regions
CN106062570B (en) High bandwidth rogowski transducer with shield coil
US5633648A (en) RF current-sensing coupled antenna device
EP1102998B1 (en) Closely-coupled multiple-winding magnetic induction-type sensor
US3434052A (en) Deformable loop apparatus for measuring alternating currents
Nassisi et al. Rogowski coils: theory and experimental results
US3662255A (en) Apparatus for locating concealed or buried metal bodies and a stable inductor usable in such detectors
CA1205524A (en) Broad band, high sensitivity, alternating magnetic field sensor
US4514693A (en) Dielectric well logging system with electrostatically shielded coils
JPH08503297A (en) Method and apparatus for measuring partial discharge in a cable
CA1204160A (en) Method and apparatus for measuring the surface transfer impedance of a piece of shielded cable
SU1656471A1 (en) Measuring shunt
US4814713A (en) Coaxial test fixture for determining shielding effectiveness of a device against interfering electromagnetic fields
US3550042A (en) Wide band directional coupler
US4804917A (en) Current detection device having an extended frequency range of response
EP0225973A2 (en) Electromagnetic field probe
EP0333711B1 (en) Current detection device having an extended frequency range of response
DE60225039D1 (en) RF SPOOL WITH TWO PARALLEL FINISHERS
US4714880A (en) Wide frequency pass band magnetic field detector
US2519407A (en) Conduit tester
SU1215023A1 (en) Apparatus for screening magnetic fields
SU980174A1 (en) Matching transformer
RU2797293C1 (en) Device for measuring current, voltage in the transmission line
RU1822987C (en) Device for measuring coupling impedance of cylindrical screen
RU2298802C2 (en) Transformer