SU883757A1 - Устройство дл бесконтактного измерени силы тока - Google Patents

Description

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в электроразведке, электрохимии и аналоговом моделировании для измерения составляющих низкочастотного электрического поля и проводящих средах, а также в метрологии· при поверке трансформаторов тока инфразвуковой частоты.

Известны устройства для бесконтактного измерения силы тока, содержащее одновитковый трансформатор тока, вторичная обмотка которого подключена ко входу усилителя с низким входным сопротивлением через корректирующую индуктивность £1].

К недостаткам такого устройства следует отнести высокую погрешность (десятки процентов) при измерении в низкочастотном диапазоне (единицы герц) и невозможность измерений в инфранизкочастотном диапазоне (менее 1 Гц]. Это вызвано тем, что измерения в_ области инфранизких частот требуют применения усилителя постоянного тока'*-* (УПТ), а обеспечение условия согласования его входа со вторичной обмоткой одинакового трансформатора приводит одновременно к двум несовместимым требованиям.Во-первых,требуется боль- 30 шой коэффициент усиления в режиме отрицательной обратной связи по токуц для повышения чувствительности и уменьшения входного сопротивления УПТ, а во-Вторых, возникает режим практически короткого замыкания по по стоянному току (через вторичную обмотку трансформатора) на входе УПТ. Эт?о исключает возможность устойчивой ’О работы УПТ, а применение разделительного конденсатора, даже большой емкости, нарушает условие согласования на таких частотах из-за высокого емкостного сопротивления, по сравнению 15 с эквивалентным сопротивлением холостого хода, вносит значительные фазовые искажения и в сочетании с высокой индуктивностью вторичной обмотки приводит к появлению паразитных комплек20 сных полюсов с большой добротностью. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для бесконтактного измерен ния силы тока, содержащее одновитковый трансформатор тока и два усилителя с низким входным сопротивлением, причем вторичная обмотка трансформатора подключена через корректирующую индуктивность ко входам одного из ‘ усилителей, выход которого через ре зистор каскадно подключен ко входу второго усилителя.

При этом индуцируемый во вторичной обмотке трансформатора ток, пропорциональный измеряемому току в первичном витке, преобразуется первым усилителем в выходное напряжение. Это напряжение через дополнительный резистор и корректирующую ундуктивность преобразуется в ток, величина которого превышает ток вторичной обмотки трансформатора. Этот ток повторно усиливается вторым усилителем, включенным каскадно с первым [2] .

Недостатками известного устройства являются низкая точность и чувствительность в области низких и инфранизких частот, вызванные невозможностью согласования вторичной обмотки трансформатора тока со входом УПТ, при их гальванической связи.

Цель изобретения - повышение точности и чувствительности бесконтактного измерения силы тока в области инфранизких частот .

Эта цель достигается тем, что в устройстве для безконтактного измерения силы тока,содержащем одновитковый трансформатор тока и два усилителя с’ нйзким входным сопротивлением, вторичная обмотка трансформатора включена между входами усилителей, выходы которых являются выходными зажимами устройства.

Это позволяет исключить замыкание входов каждого из усилителей по постоянному току при их гальванической связи со вторичной обмоткой трансформатора тока, осуществить встречное включение усилителей по дестабилизирующим факторам и повысить их коэффи.циент усиления.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Устройство для бесконтактного измерения силы тока содержит одновитковый трансформатор 1 тока, вторичная обмотка 2 которого включена между входами усилителей 3 и 4 с низким входным сопротивлением.

Устройство работает следующим образом.

Индуцируемый во вторичной обмотке 2 трансформатора 1 ток, пропорцио нальный измеряемому, протекает последовательно по входным цепям усилителей 3 и 4, вызывая появление на их выходах;, равных и противоположных по знаку напряжений (например, при равенстве входных сопротивлений усилителей 3 и 4). Разность выходных напряжений усилителей 3 и 4, несущая информацию о величине измеряемой силы тока, может поступать по резистору,либо на дальнейшее преобразование, например, на дифференциальный усилитель .

Включение вторичной обмотки 2 трансформатора 1 тока между входами усилителей 3 и 4 исключает замыкание входа каждого из усилителей по постоянному току, т.е. усилители 3 и 4 включены по дестабилизирующим факторам встречно. Поэтому возможно применение УПТ 3 и 4 с большим коэффициентом усиления при гальванической связи их входов со вторичной обмоткой 2 трансформатора 1 тока.

Это обеспечивает повышение точности и чувствительности (примерно на порядок) при измерении силы тока в области инфранизких частот до 0,1 Гц.

Технико-экономический эффект при внедрении изобретения заключается в повышении достоверности результатов измерения в электроразведке при поиске полезных ископаемых.

Claims (2)

1. Изобретение относитс  к электроизмерительной технике и может быть использовано в электроразведке, элек трохимии и аналоговом моделировании дл  измерени  составл ющих низкочастотного электрического пол  и провод щих средах, а также в метрологии при поверке трансформаторов тока инфразвуковой частоты. Известны устройства дл  бесконтак тного измерени  силы тока, содержаще одновитковый трансформатор тока, вто рична  обмотка которого подключена ко входу усилител  с низким входным сопротивлением через корректирукицую индуктивность l. К недостаткам такого устройства следует отнести высокую погрешность /дес тки процентов при измерении в низкочастотном диапазоне (единицы герц) и невозможность измерений в ин франизкочастотном диапазоне (менее 1 Гц. Это вызвано тем, что измерени в области инфранизких частот требуют применени .усилител  посто нного ток (. УПТ) , а обеспечение услови  согласоёани  его входа со вторичной обмот кой одинакового трансформатора привоцит Одновременно к двум несовместимьм требовани м.Во-первых,требуетс  боль шой коэффициент усилени  в режиме отрицательной обратной св зи по токуу дл  повышени  чувствительности и уменьшени  входного сопротивлени  УПТ, а во-Яторых, возникает режим практически короткого замыкани  по посто нному току Счерез вторичную обмотку трансформатора) на входе УПТ. исключает возможность устойчивой работы УПТ, а применение разделительного конденсатора, даже большой емкости , нарушает условие согласовани  на таких частотах из-за высокого емкостного сопротивлени , по сравнению с эквивалентным сопротивлением холостого хода, вносит значительные фазовые искажени  и в сочетании с высокой индуктивностью вторичной обмотки приводит к по влению паразитных комплексных полюсов с большой добротностью. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  устройство дл  бесконтактного измереНИИ силы тока, содержащее одновитковый трансформатор тока и два усилител  с низким входным сопротивлением, причем вторична  обмотка трансформатора подключена через корректирующую индуктивность ко входам одного из усилителей, вьлход которого через резистор каскадно подключен ко входу второго усилител . При этом индуцируемый во вторично обмотке трансформатора ток, пропорци , овальный измер емому току в первично витке, преобразуетс  первым усилителем в выходное напр жение. Это напрюкение через дополнительный резистор и корректирующую ундуктивность преоб разуетс  в ток, величина которого пре вышает ток вторичной обмотки трансформатора . Этот ток повторно усиливаетс  вторым усилителем, включенным каскадно с первым 2 . Недостатками известного устройства  вл ютс  низка  точность и чувствительность в области низких и инфранизких частот, вызванные невозмож ностью согласовани  вторичной обмотки трансформатора тока со входомУПТ, при их гальванической св зи, Цель изобретени  - повышение точности и чувствительности бесконтактного измерени  силы тока в области инфранизких частот . Эта цель достигаетс  тем, что в устрор стБе дл  безконтактного измерени  силы тока,содержащем одновитковый трансформатор тока и два усилител  с низким входным сопротивлением, вторична  обмотка трансформатора включена между входами усилителей, выходы которых  вл ютс  выходными зажимами устройства. Это позвол ет исключить замыкание входов каждого из усилителей по посто нному току при их гальванической св зи со вторичной обмоткой трансфор матора тока, осуществить встречное включение усилителей по дестабилизирукЗщим факторам и повысить их коэффи . диент усилени . На чертеже представлена схема предлагаемого устройства. Устройство дл  бесконтактного измерени  силы тока содержит одновитковый трансформатор 1 тока, вторична  обмотка 2 которого включена между входами усилителей 3 и 4 с низким входным сопротивлением. Устройство работает следующим образом . Индуцируемый во вторичной обмотке 2 трансформатора 1 ток, пропорцио нальный измер емому, протекает последовательно по входным цеп м усилителей 3 и 4, вызыва  по вление на их выходах; равных и противоположных по знаку напр жений (например, при равенстве входных сопротивлений усилителей 3 и 4) . Разность выходных на-, пр жений усилителей J и 4, несуща  информацию о величине измер емой силы тока, может поступать по резистору,либо на дальнейшее преобразование, например, на дифференциальный усилитель . Включение вторичной обмотки 2 трансформатора 1 тока между входами усилителей 3 и 4 исключает замыкание входа каждого из усилителей по посто нному току, т.е. усилители 3 и 4 включены по дестабилизирук цим факторам встречно. Поэтому возможно применение УПТ 3 и 4 с большим коэффициентом усилени  при гальванической св зи их входов со вторичной обмоткой 2 трансформатора 1 тока. Это обеспечивает повышение точности и чувствительности (примерно на пор док) при измерении силы тока в области инфранизких частот до 0,1 Гц. Технико-экономический эффект при внедрении изобретени  заключаетс  в повышении достоверности результатов измерени  в электроразведке при поиске полезных ископаемых. Формула изобретени  Устройство дл  бесконтактного измерени  силы тока, содержащее одно- витковый трансформатор тока и два /., усилител  с низким входным сопротивлением . Отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности и чувствительности измерений в области инфранизких частот, вторична  обмотка трансформатора тока включена между входами усилителей, выходы которых  вл ютс  выходными зЪжимами устройства. Источники ниформации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Патент Японии t 52-7975, кл. 110 G I, 1977.
2. 2.Патент Японии № 52-7976, кл. 110 G I 1977.

   У

   У