SU851291A1

SU851291A1 - Magnetic field pickup

Info

Publication number: SU851291A1
Application number: SU792829789A
Authority: SU
Inventors: Александр Александрович Муравицкий; Анатолий Михайлович Семенов; Виктор Павлович Короткий
Original assignee: Институт электроники АН Белорусской ССР
Priority date: 1979-10-10
Filing date: 1979-10-10
Publication date: 1981-07-30

Description

1one

Изобретение относитс к измерительной технике и предназначено дл измерени переменного тока в расположённых на небольшом рассто нии друг от друга токопроводах (например, печатного или навесного монтажа) без разрыва цепи тока и без гальванической св зи между цепью измер емого тока и измерительной цепью..Известен датчик магнитного пол переменного тока, состо щий из П-образного сердечника и двух дифференциально включенных измерительных обмоток , расположенных на боковых стержн х сердечника 1.5The invention relates to measurement technology and is intended for measuring alternating current in current conductors located at a short distance from each other (for example, printed or mounted mounting) without breaking the current circuit and without galvanic connection between the measured current circuit and the measuring circuit. an alternating current magnetic field consisting of a U-shaped core and two differentially connected measuring windings located on the side rods of the core 1.5

Недостатком данного датчика вл етс невысока точность измерени при близком расположении контролируемого и помехонесущих токопроводов.The disadvantage of this sensor is the low measurement accuracy with the close location of the monitored and interfering conductors.

Цель изобретени - повышение точ- 20 нрсти измерени .The purpose of the invention is to increase the measurement accuracy.

Поставленна цель достигаетс тем, что в датчик магнитного пол , содержс1щий П-образный сердечник с рас- положенными на его стержн х диффе- ренциально включенными измерительными обмоткгини, введены два магнитопроэода , расположеннь1е по обе стороны от П-образного сердечника и соединенные с ним, причем толщина стержней 30The goal is achieved by the fact that a magnetic field sensor containing a U-shaped core with differential measuring windings located on its rods, has two magnetic electrodes, located on both sides of the U-shaped core and connected to it, core thickness 30

П-образного сердечника равна рассто нию между ними и относитс к толщине стержней введенных магнитопроводов, равной рассто нию от них до П-образного сердечника, как 2:1.The U-shaped core is equal to the distance between them and refers to the thickness of the rods of the inserted magnetic cores, equal to the distance from them to the U-shaped core, as 2: 1.

На фиг. 1 представлена конструкци предлагаемого датчика; на фиг. 2 схема экспериментального определени помехозащищенности датчика.FIG. 1 shows the structure of the proposed sensor; in fig. 2 shows an experimental determination of the sensor noise immunity.

Датчик магнитного пол состоит из П-обра.зного магнитопровод щего сердечника 1, на стержн х 2 и 3 которого расположены измерительные обмотки 4 и 5.Обмотки содержат одинаковое количество витков и включены дифференциально . По обе Стороны от П-образного сердечника расположены введенные магнитопроводы 6 и 7. П-образный сердечник 1 и магнитопроводы 6 и 7 выполнены как одно целое из ферромагнитного материала.The magnetic field sensor consists of a U-shaped magnetically conductive core 1, on the rods x and 3 of which the measuring windings 4 and 5 are located. The windings contain the same number of turns and are included differentially. On both sides of the U-shaped core, the inserted magnetic cores 6 and 7 are located. The U-shaped core 1 and the magnetic cores 6 and 7 are made as one piece of ferromagnetic material.

Толщина магнитопроводов П-образного сердечника равна рассто нию между ними и относитс -к Чалщине введенных магнитопроводов, равной, рассто нию от последних до П-образного сердечника, как 2:1. Оптимальное в смысле помехозащищенности соотношение между размерами конструктивных элементов датчика и минимальным рассто нием А между п роводниками,в которых необходимр измер ть токовые сигналы: толщина стержней П-образного сердечника 0,4А толщина введенных магнитопроводов 0,2 Д рассто ние между стержн ми П-оеразного сердечника 0,4 А и рассто ние от введенных магнитопроводов до стержней П-обраэного сердечника 0,2 А.The thickness of the magnetic cores of the U-shaped core is equal to the distance between them and refers to the length of the inserted magnetic cores, equal to the distance from the latter to the U-shaped core, as 2: 1. Optimal in terms of noise immunity, the ratio between the dimensions of the sensor structural elements and the minimum distance A between conductors in which current signals must be measured: the thickness of the U-shaped core rods 0.4A, the thickness of the inserted magnetic conductors 0.2 D oraznogo core 0.4 A and the distance from the introduced magnetic cores to the rods of the P-ringed core 0.2 A.

Датчик работает следующим образомThe sensor works as follows

Дл измерени тока датчик располагаетс над контролируемым проводнико 8 таким образом, чтобы ось симметрии датчика находилась над осью симметрии проводника (фиг. 1). Магнитные потоки, создаваемые в стержн х 2 и 3 сердечника контролируемым током, направлены встречно поэтому ЭДС,наводимые в измерительных обмотках 4 и 5, суммируютс вследствие их дифференциального включени и на выходе датчика по вл етс сигнал, содержащий информацию о контролируемом токе . При.наличии помехонесущего токопровода 9 р дом с контролируемым в стержн х 2 и 3 сердечника навод тс магнитные потоки помех Ф и Ф-г. соответственно . Благодар наличию магнитопровода 6 поток помехи Ф возрастает вследствие уменьшени воздушного зазора, по которому замыкаютс магнитные силовые линии помехи через стержень 2. С другой стороны, магнитный поток Ф несколько уменьшаетс вследствие экранирующего действи магнитопровода б (некотора част магнитного потока Ф теперь замыкаетс по более короткому пути - через магнитопровод 6).For current measurement, the sensor is positioned above the monitored conductor 8 so that the axis of symmetry of the sensor is above the axis of symmetry of the conductor (Fig. 1). The magnetic fluxes generated in the cores 2 and 3 of the core with a controlled current are directed oppositely, therefore the EMF induced in the measuring windings 4 and 5 are summed up due to their differential activation and a signal appears at the sensor output containing information on the current being monitored. With the presence of a disturbing current conductor 9 adjacent to the magnetic fluxes F and F-g, which are controlled in rods 2 and 3 of the core. respectively. Due to the presence of the magnetic circuit 6, the flux flux F increases due to a decrease in the air gap over which the magnetic interference lines through rod 2 are closed. On the other hand, the flux flux F is slightly reduced due to the shielding effect of the magnetic conductor b (some of the magnetic flux F is now closed along a shorter path - through the magnetic circuit 6).

В результате благодар наличию магнитопровода 6 магнитные потоки Ф и Ф 2 помехи уравниваютс по величине , т.е., в измерительных обмотках 4 и 5 индуцируютс одинаковые по величине ЭДС, которые компенсируютс вследствие дифференциального включени .обмоток и на выходе датчика сигнал помехи отсутствует.As a result, due to the presence of the magnetic core 6, the magnetic fluxes F and F 2 interferences are equalized in magnitude, i.e., in the measuring windings 4 and 5 the same magnitude EMFs are induced, which are compensated due to the differential wiring and there is no interference signal at the sensor output.

Так как дополнительные магнитопроводы расположены с двух сторон от П-образного сердечника, то помехозащищенность датчика обладает симметрией , т.е. если помехонесущий токопровод 10 расположен слева от контролируемого (фиг. 1), то магнитные потоки помех в основных стержн х магнитопровода датчика уравниваютс .благодар наличию магнитопровода 7. Такое расположение введенных магнитопроводов позвол ет проводить измерение тока в проводнике, в непосредственной близкости от которого расположены один или несколько помехонесущих токопроводов.Since the additional magnetic cores are located on both sides of the U-shaped core, the noise immunity of the sensor has symmetry, i.e. if the disturbing current conductor 10 is located to the left of the monitored (Fig. 1), then the magnetic interference fluxes in the main rods of the sensor magnet equalize thanks to the presence of the magnetic conductor 7. Such an arrangement of the inserted magnetic conductors allows measuring the current in the conductor, in close proximity to which one is located or several noisy conductors.

Помехи от токопроводов, расположенных на значительном удалении от контролируемого провода, устран ютс за счет дифференциального в лючeни измерительных обмоток. Поэтому помехозащищенность датчика оценивают по Interference from conductors located at a considerable distance from the monitored wire is eliminated due to the differential in the measuring windings. Therefore, the sensor noise immunity is estimated by

o уровню сигнала помехи на выходе датчика при условии, что помехонесущий токопровод находитс в непосредственной близкости от контролируемого.o the level of the interference signal at the sensor output, provided that the disturbing conductor is in close proximity to the monitored.

В данном случае наиболее объектив5 ko можно оценить помехозащищенность датчика, исследу экспериментально его простраг1ственную разрешающую способность (избирательность). Дл этого датчик (фиг. 2) перемещают в горизонQ тальной плоскости с помощью микрометрического винта над контролируемым проводником 8 в направлении, перпендикул рном оси симметрии последнего. Выходной сигнал датчика после преобразовани и усилени интегрирующим In this case, the most objective5 ko can be estimated noise immunity of the sensor, I will experiment experimentally its simple resolution (selectivity). For this, the sensor (Fig. 2) is moved in the horizontal plane with the help of a micrometer screw over the controlled conductor 8 in the direction perpendicular to the axis of symmetry of the latter. Sensor output after conversion and amplification by integrating

5 усилителем 11 регистрируют з. экране осциллографа 12, посредством которого определ ют его основные параметры : амплитуду, пол рность и т.п. В ходе экспериментов измен ют 5 amplifier 11 register h. the oscilloscope screen 12, by means of which its main parameters are determined: amplitude, polarity, etc. During the experiments, the

0 размеры введенных магнитопроводов с целью определени оптимальной в смысле помехозащищенности конструкции датчика.0 dimensions of the inserted magnetic cores in order to determine the sensor design that is optimal in terms of noise immunity.

3535

Claims

Invention Formula

A magnetic -floor sensor containing a U-shaped core with differentially connected measuring windings located on its rods, characterized in that, in order to improve accuracy, it is equipped with two magnetic cores located on both sides of the U-shaped core and connected to it, In this case, the thickness of the rods of the U-shaped core, is equal to the distance between them and refers to the thickness of the rods introduced by the magnetic cores, equal to the distance from

them up to a U-shaped core, ak 2: 1.

Sources of information taken into account in the examination 1. USSR author's certificate 24590, cl. G 01 R 19/02, 1968.

".

(rig 2