SU761918A1 - Измеритель постоянного тока без разрыва цепи - Google Patents

Description

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к измерению тока без разрыва цепи, может быть использовано в радиоэлектронной, приборостроительной и электроэнергетической промышленности. 5

Известны измерители постоянного тока без разрыва цепи, основанные на регистрации величины магнитной индукции поля, создаваемого проводником с измеряемым током, которые содержат концентрический ю датчик магнитного поля, источник тока компенсации, компенсационную обмотку, в которой наводится ЭДС, пропорциональная величине измеряемого тока, и регистрирующий измерительный прибор [1]. 15

Такие измерители постоянного тока позволяют измерять постоянные токи в цепях, независимо от их сопротивления, однако область применения их ограничена только линиями, допускающими охват концентри- 20 ческими датчиками, например, воздушными линиями электропередачи. Кроме того, точность измерения зависит от взаимного расположения датчика и проводника с током, неполностью скомпенсированы по- 25 грешность от температуры окружающей среды, режимов питания датчика.

Наиболее близок к предлагаемому измеритель постоянного тока, содержащий генератор тока, подключенный выходными 30

клеммами к участку проводника с измеряемым током, усилитель, измеритель отношения двух напряжений, выход которого соединен с выходным измерительным прибором, а на входы подключены выходы двух преобразователей амплитуды импульсов в постоянное напряжение [2].

Данный измеритель позволяет производить измерение тока в любых неизолированных проводниках, в том числе в тех, которые не допускают охвата датчиком, например в печатных проводниках, в выводах микросхем и т. д. Погрешность от взаимного расположения датчика и проводника с измеряемым током, температуры окружающей среды и режимов питания датчика в таком измерителе скомпенсирована. Однако существенной остается погрешность, обусловленная посторонними источниками магнитных полей, например, токами, протекающими в соседних проводниках. При этом чем выше чувствительность датчика, тем хуже помехозащищенность измерителя. Кроме того, подключение генератора пилообразного тока таким образом, что ток от него пропускается навстречу измеряемому, приводит к работе вблизи зоны нечувствительности, когда измеряемый ток .по величине близок к амплитуде тока генератора. Существенным ограниче761916

3

Нием использования такого измерителя являются размеры датчиков магнитного поля. Поэтому его нельзя применять для измерения токов в очень коротких проводниках, например, в дорожках интегральных схем.

Цель изобретения — повышение точности измерителя тока без разрыва цепи.

Поставленная цель доостигается тем, что в измеритель постоянного тока без разрыва цепи, содержащий генератор тока, подключенный выходными клеммами к участку проводника с измеряемым током, усилитель, измеритель отношений двух напряжений, выход которого соединен с выходным измерительным прибором, а на входы подключены выходы двух преобразователей амплитуды импульсов в постоянное напряжение, введен фазовый детектор, выходы которого подключены к преобразователям амплитуды импульсов в постоянное напряжение, а вход соединен с выходом усилителя, в качестве которого использован усилитель постоянного тока, входные клеммы которого подключены к участку проводника с измеряемым током внутри точек подключения генератора тока, выполненного как генератор прямоугольных импульсов тока, выход синхронизации которого подключен к управляющему входу фазового детектора.

На чертеже представлена блок-схема измерителя постоянного тока без разрыва цепи.

Измеритель тока содержит генератор 1 прямоугольных импульсов тока, подключенный к участку проводника 2 с измеряемым током таким образом, что ток генератора 1 протекает в том же направлении, что и измеряемый, усилитель 3 постоянного тока, входные клеммы которого подключены к участку проводника 2 с измеряемым током, фазовый детектор 4, сигнальный вход которого соединен с выходом усилителя 3 постоянного тока, а управляющий — с выходом синхронизации генератора 1, преобразователь 5 амплитуды импульсов в постоянное напряжение, подключенный к первому выходу фазового детектора 4, преобразователь 6 амплитуды импульсов в постоянное напряжение, подключенный ко второму выходу фазового детектора 4, измеритель 7 отношений двух напряжений, включенный на выходы преобразователей 5 и 6 амплитуды импульсов в постоянное напряжение, и выходной измерительный прибор 8, соединенный с выходом измерителя 7 отношений двух напряжений. Выходной измерительный прибор 8 является отсчетным устройством измерителя постоянного тока без разрыва цепи.

Устройство работает следющим образом.

Через точки А и В участка проводника 2

с измеряемым током /_ИЗм от генератора 1

прямоугольных импульсов тока в одном

направлении с измеряемым током пропускается импульсный ток формы «меандр» с частотой 10—50 гц. При этом в первый полупериод ток генератора 1 равен величине Аен, выставляемой заранее перед измерением, а во второй полупериод — нулю.

Таким образом, в первый полупериод в участке АВ проводника 2 с измеряемым током

Аум ι — Аен Азм» (1)

а во второй полупериод, когда ток генератора равен нулю,

На вход усилителя 3 постоянного тока поступает напряжение, определяемое падением напряжения на сопротивлении К участка АВ проводника 2 с измеряемым током при прохождении тока /_сум· Это напряжение усиливается усилителем 3 постоянного тока, имеющим коэффициент усиления К. Напряжение с усилителя 3 постоянного тока поступает на вход фазового детектора

4. При этом в первый полупериод выходное напряжение

= (Аен +Азм)'А к, (3)

а во второй полупериод

/А = Азм-А-А. (4)

В фазовом детекторе 4, работающем синхронно с генератором 1 прямоугольных импульсов тока, напряжение С/₄, следующее в первый полупериод, отделяется от напряжения и₂, поступающего во второй полупериод. На вход преобразователя 5 амплитуды импульсов в постоянное напряжение поступает импульсное напряжение (А, а на вход преобразователя 6 амплитуды импульсов в постоянное напряжение — импульсное напряжение ϋ₂. В преобразователях 5 и 6 импульсные напряжения / и 1Л₂ преобразуются в равные им по величине постоянные напряжения, которые поступают на входы измерителя 7 отношений двух напряжений, в котором напряжение Ц делится на напряжение и₂. Выходным сигналом измерителя отношений двух напряжений является величина:

. Π ι (Аен + Аэм)/?'А

142 Азм'А'К

_ /ген + /изм /ген |

/изм Азм

Сигнал, равный по величине т, поступает на вход выходного измерительного прибора 8, шкала которого градуируется в зависимости /изм =/(т), получаемой из выражения (5):

Из выражений (5) и (6) следует, что

измерение производится независимо от со761918

5

противления участка проводника, в котором производятся измерения, и коэффициента усиления усилителя 3 постоянного тока.

Исключение погрешностей от токов в соседних проводниках и проведения измерений вблизи зоны нечувствительности позволяет повысить чувствительность устройства и использовать его для измерения токов в проводниках малой протяженности, например, в выводах интегральных микросхем.

'

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Измеритель постоянного тока без разрыва цепи, содержащий генератор тока, подключенный выходными клеммами к участку проводника с измеряемым током, усилитель, измеритель отношений двух напряжений, выход которого соединен с выходным измерительным прибором, а на входы

   подключены выходы двух преобразователей амплитуды импульсов в постоянное напряжение, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, в него введен

   5 фазовый детектор, выходы которого подключены к преобразователям амплитуды импульсов в постоянное напряжение, а вход соединен с выходом усилителя, в качестве которого использован усилитель по0 стоянного тока, входные клеммы которого подключены к участку проводника с измеряемым током внутри точек подключения генератора тока, выполненного как генератор прямоугольных импульсов тока, выход

   5 синхронизации которого подключен к управляющему входу фазового детектора.