SU822055A1 - Устройство дл измерени тока - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике, в частности к измерению тока в широкой полосе частот .;

Известны устройства дл  измерени  тока, содержащие тороидальную катушку по с Роговского), охватывающую проводник с током, интегрирующий усилитель и коаксиальный кабель. Напр жение :на концах тороидальной катуш ,ки пропорционально производной измер емого тока. Это напр жение поступает через коаксиальный кабель на вход интегрирующего усилител  и интегрируетс . В результате напр жение на выходе устройства пропорционально измер емому току в широкой полосе частот fll.

Недостатком данных устройств  вл етс  больша  погрешность измерени  тока в области низких частот вследствие больших погрешностей интегрировани  низкочастотных сигналов.

Известны также устройства дл  измерени  тока, содержащие индуктивный датчик тока, к которому подк.пючен интегратор, состо щий из усилител  с конденсатором в цепи обратной св зи и подключенным на входе усилител  резистором Г2.

Недостатком этого устройства  вл етс  низкий предел измерени . При - увеличении измер емого тока до единиц килоампер существенно возрастает мощность, потребл ема  компенсационной обмоткой, так как в силу компенсационного метода ампер-витки компенсационной обмотки (вторичной обмотки трансформатора тока) должны урав0 новешивать измер емый ток. Это требует создание источника питани  компенсационной обмотки со стабильными характеристиками мощностью единицы , дес тки киловатт, что  вл етс 

5 затруднительным; при этом также существенно увеличиваютс  размеры, вес устройства, снижаетс  точность измерени , что в целом ограничивает верхний предел измерени .

0

Целью изобретени   вл етс  увеличение верхнего предела измерени .

Цель достигаетс  тем,что устройство , содержащее индуктивный датчик тока, к которому подключен интегра5 тор, сосото щий из усилител .с конденсатором в цепи обратной св зи и подключенным на вход усилител  резистором , снабжено ферромагнитным тороидальным сердечником с компенсационной обмоткой, намотанной на

нем, генератором нмпульсов тока, шунтом в цепи последовательно соединенных , генератора импульсов тока и компеноационной обмотки индикатором пере магничивани , .включающего выходную обмотку, -к которой подключен формирователь импульсов, ключом и суммирующим устройством, причем выход суммирующего устройства через ключ соединен со входами усилител , а оди из входов суммирующего устройства подключен к выходу интегратора, другой соединен с выходом шунта, выход индикатора перемагничивани  по.дключе к управл ющему входу ключа.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройстза; на фиг. 2 - временные, диаграммы работы всего устройства и отде. его б.локов .

Схема содержит индуктивный датчик

(по с Роговского), интегра1 тока включающий усилитель 3 с емтор , 4 в цепи обратной св зи усикостью и сопротивление 5, подключенлител  входе усилител , ферромагиитное па роидальный сердечник 6, с комный

пенсационной 7 и выходной 3 обмотками , генератор 9 импульсов тока, шунт 10, формирователь 11 импульсов, ключ 12, суммирующее устройство 13, вклочающе „: два последовательно соедипеиных резистора, проводнигс с током 14. Выходна  обмотка 8, намоганнак на сердечник 6, иблок- Формиро .вани  импульсов 11 образуют индикатор 15 перемагничивани .

На (риг. 2 прин ты следующие обозначени : WK. ампер-витки ко ;пенсациомной обмотки; 3 „.м иэмep e Ый

ток

импульсы напр жени  на

4V

8 .

выходе обмотки 8; V, - строб-импульсы на выходе формировател  11 импульсов ; УЛ - напр жение на выходе интегратора; t .t, - моменты компенсации .

Устройство работает следующим образом.

3амкнутый феррОМагг1итный сердечни;-: 6, имеющий компенсационную обмотку 7.. намотанную по всей длине периметра сердечника б, охватывает проводник с измep e ым током 14. Компенсационна  обмотка 7, в цепи которой включен последовательно: шунт 10 подключена к генератору 9 импульсов тока. Выход индикатора перемагничивани  сердечника 15, образованного выходной обмоткой 8 и формирователем 11 импульсов, соеддинен с управл ощим входом ключа 12, Выход шуно;а 10 подключен к одному из входов суммирупщего устройства 13, к другому входу суммирующего устройства под ключей выход интегратора 2. Выход .суммируюп1его устройства подключен через ключ- 12 ко входу усилител  13. .Генератор импульсов тока 9, вырабатывает импульсы тока, создает магнитодвижущую силу (МДС) в сердечнике,

направленную встречно по отношению к ЩC, создаваемой проводником с током Тороидальный ферромагнитный сердечник 6 в первоначальном состо нии насыщаетс  либо ампервитками компенсационной обмотки, либо измер емым током . В результате воздействи  суммарной МДС сердечник выходит из насыщени  лишь в моменты компенсации магнитодвижущих сил, создаваемых генератором импульсов тока и измер ем м током , т.е. когда

VIW ii - а „,w м О. (1)

к ток в компенсационной обмотке ;

Wvc число витков компенсационной обмртки; измер емый ток;

J V43M Н - напр женность магнитного

пол  в сердечнике; Е - средн   длина сердечника

по периметру.

При этом в силу нелинейности характеристики В f(Н), где В - индукци  в сердечнике, на выходной обмотке 8 возникает импульс напр жени  (Vvj), который поступает на формироатель импульсов -и вырабатывает в момент компенса ;ии короткий строб-импульс, который потсупает на управл ющий вход ключа 12, открыва  его. При этом выход суммирующего устройства 13 подключаетс  ко входу усилител  3 и интегратор 2 работает в режиме установг;и начальных условий. Напр жение на выходе интегратора в указанном режим устанавливаетс  равным напр жению на шунте 10, Напр жение, снимаемое с иунта IV,,}, пропорционально току комт в нсацио Н ной обмотки

ш f liS Kгце ш сопротивление шунта.

Дл  моментов компенсации, использук формулу (1), имеем

М R .-1 -jiHL

„ -Hi.v 1 ( ш -J V t If.

Таким образом, напр жение на шунте V|,,, а также напр же 1ие на выходе к:-1тегратора Vg.biii. и в моменты компропорциональны изпенсации t.

t 2.

мер емому току. В промежутке между моментами компенсации ключ 12 разомк ;ут , суммирующее устройство 13 отключено от входа усилител  3 и интегратор 2 работает в режиме интегрировани  напр жени  с индуктивного датчика тока 1. В эти промежутки вреMefn-i напр жение на выходе интегратора 2 также пропорционально измер емому току за счет интегрировани  напр жени  с индуктивного датчика 1 тока (по с Роговского).

Применение данного устройства позвол ет проводить измерение тока с верхним пределом до 50 кА, при это мощность, потребл ема  импульсным корректором, не превышает 100 Вт