SU1691797A1 - Устройство дл бесконтактного измерени тока - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике , а именно к измерению токов бесконтактным способом, и может быть использовано при исследовании и проведении контрольных испытаний токовых процессов. Цель изобретени  - повышение чувствительности - достигаетс  введением второго дифференциального усилител  8, корректирующего звена 9 и двух резисторов 5, 6. Устройство также содержит концентратор 1 магнитного пол , компенсирующую обмотку 2 обратной св зи, токоведущий проводник 3, магниточувствительный элемент 4, первый дифференциальный усилитель 7. 1 ил.

Description

Изобретение относится к электротехнике, а именно к измерению токов бесконтактным способом, и может быть использовано При исследовании и проведении контрольных испытаний токовых процессов.

Цель изобретения - повышение чувст• вительности.

На чертеже представлено устройство Для бесконтактного измерения тока.

Устройство содержит концентратор 1 Магнитного поля, выполненный в виде ферромагнитного кольца, компенсирующую обмотку 2 обратной связи, расположенную на концентраторе 1, токоведущий проводник 3, пропущенный через концентратор 1, маг- 15 ниточувствительный элемент(МЧЭ)4 в виде преобразователя Холла (ПХ), расположенный в прорези концентратора 1 магнитного fonfl, первый* резистор 5, через который ервый управляющий вход элемента 4 под- 20 ключей к положительному полюсу (+.U) источника питания, второй резистор 6, через который второй управляющий вход элемента 4 подключен к отрицательному полюсу (-U) источника литания, первый дифференциальный усилитель 7, входами подключённый к сигнальным выходам элемента 4, Второй дифференциальный усилитель? 8, йервый вход которого подключен к выходу первого дифференциального усилителя 7, а второй вход усилителя 8 подключен к выходу корректирующего звена 9, первый вход которого подключен к положительному полюсу (+U) источника питания, а второй вход подключен к отрицательному входу (-U) источника питания, выход устройства 10.

Устройство работает следующим образом.

Ток питания магниточувствительного элемента 4 зависит от величины, резисторов !5, 6 и внутреннего сопротивления элемента 4 и определяется по формуле _т _I+UI+I-UI где Rs - сопротивление резистора 5; Re - сопротивление резистора 6;

Rbh - внутреннее сопротивление МЧЭ 4. При пропускании тока через токоведущий проводник 3 вокруг него образуется магнитное поле, которое концентрируется в прорези концентратора 1 на рабочей поверхности элемента Холла. Коэффициент концентрации магнитного поля в прорези, в которой находится элемент 4, определяется следующим образом:.

К“2ггг/[з, где г - радиус кол ьца ;

fe - ширина прорези.

(2)

Для увеличения концентраций магнитного поля концы концентратора 1 в области прорези выполнены в виде экспоненты. Такой конфигурацией концентратора 1 магнитного поля достигается повышение чувствительности устройства.

При прохождении магнитного поля через МЧЭ 4 на сигнальных выходах возникает разность потенциалов, которая определяется из выражения

Ux=Rx^p(e/b, В), (3) где R_x - коэффициент Холла;

1-электрический ток;

. d - толщина полупроводниковой пластины; _ ί - длина полупроводниковой пластины, b - ширина полупроводниковой пластины. В)- функция, учитывающая зависимость напряжения Холла от соотношения геометрических размеров пластин, токовых и холловских электродов и свойств полупроводника.

С сигнальных выходов МЧЭ 4 разность потенциалов (3) поступает на входы первого усилителя 7. Коэффициент усиления этогоусилителя выбирают небольшим, порядка 100,'с тем, чтобы ограничить усиление шума в сигнале.. В выходном усиленном сигнале присутствует постоянная составляющая, обусловленная падением напряжения на внутреннем сопротивлении МЧЭ 4 Rbh.

Так как при регистрации слабых токовых сигналов необходим большой коэффициент усиления, то коэффициент усиления усилителя 8 выбирают на порядок выше, чем усилителя 7. Однако величина коэффициента усиления ограничена наличием постоянной составляющей. Для компенсации постоянной составляющей предназначено корректирующее звено 9 и коррекцию осуществляют по выходу усилителя 8.

Таким образом, на выходе усилителя 8 присутствует лишь полезный сигнал. Вто45 рой усилитель 8 усиливает полезный сигнал до необходимого значения.

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Устройство для бесконтактного измерения тока, содержащее концентратор магнитного поля с прорезью, в которой расположен магниточувствительный элемент, компенсирующую обмотку обратной связи, расположенную на концентраторе, один из выводов которой соединен с выходом устройства, и дифференциальный усилитель, входами подключенный к сигнальным выходам магниточувствительного элемента, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности, в него введены второй дифференциальный усилитель, корректиру35 ющее звено и два резистора, причем выход первого дифференциального усилителя, подключен к первому входу второго дифференциального усилителя, второй вход которого подключен к выходу корректирующего 5 звена, одним входом подключенного через первый резистор к первому управляющему 'входу », магниточувствительного элемента, выполненного в виде преобразователя

   I

   Холла, второй управляющий вход которого через второй резистор подключен к второму входу корректирующего звена, выход второго дифференциального усилителя подключен к второму выводу компенсирующей обмотки обратной связи, а концы концентратора магнитного поля в области прорези выполнены в проекции на плоскость в виде экспоненты.

   А

   Редактор М.Келемеш Составитель Л.Устинова Техред М.Моргентал Корректор; Э.Лончякова

   Заказ 3926 Тираж Подписное

   ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

   Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул.Гагарина, 101