SU898331A1 - Устройство дл измерени тока - Google Patents

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТОКА

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике и. может быть использовано дл  измерени  токов в системах управлени , регулировани , информационно-изме зительных.

Известно устройство дл  измерени  тока, содержащее трубчатый проводник с продольной пр моугольной прорезью и измерительную катушку, причем из- мерительна  катушка с сердечником размещена внутри проводника в плоскости , проход щей через его продольную ось и ось прорези, симметрично относительно продольной оси проводника 1 .

Недостатками этого устройства  вл ютс  вли ние внешних магни.тных полей , невозможность измерени  посто нных токов, так как в качестве магниточувствительного элемента использована измерительна  катушка, невозможность регулировани  коэффициента преобразовани , поскольку катушка размещена в плоскости, проход щей через ось проводника и ось прорези симметрично относительно продольной оси проводника. Если измен ть коэффициент преобразовани  этого устройства путем поворота катушки вокруг оси проводника, то зависимость выходной

ЭДС катушки от угла поворота нелинейна , что затрудн ет проектирование такого устройства.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту  вл етс  устройство дл  измерени  тока, которое содержит цилиндрический проводник с полостью, выполненной в виде эксцентрического

10 цилиндрического канала. В полости расположен измерительный магниточувствительный элемент. Компенсационный магниточувствительный элемент включен последовательно-встречно с измерительным и расположен на поверхности цилиндрического проводника в касательной плоскости, котора  параллельна плоскости измерительного магниточувствительного элемента. Это

20 устройство мОжет быть использовано дл  измерени  как переменного, так и посто нного тока и неподвержено вли нию внешних однородных магнитных полей, так как в качестве магниточувствительных элементов использованы датчики Холла, которые включены последовательно-встречно 2.

Однако невозможно измен ть коэффициент преобразовани  устройства, что сужает его область применени 

и функциональные возможности. Если же в данном устройстве измен ть коэффициент преобразовани  посредством поворота измерительного магниточувс вительного элемента, то по витс  погрешность от вли ни  внешних магнитных полей, поскольку плоскости магниточувствительных элементов непараллельны друг другу. В то же,врем  такому техническому приему регулировани  коэффициента преобразовани  присущ недостаток - нелинейность характеристики регулировани .

Целью изобретени   вл етс  расширение диапазона преобразовани .

Поставленна  цель достигаетс  т.ем что устройство, содержащее цилиндрический токопровод с внутренней полостью , в которой размещен измерителный магниточувствительный элемент, соединенный последовательно-встречно с компенсационным магниточувствительным элементом, расположенным в плоскости касательной к поверхности цилиндрического токопровода и параллельной плоскости измерительного магниточувствительного элемента, снабжено штоком с направл ющими, причем измерительный магниточувствительный элемент установлен на конце штока, а внутренн   полость выполнена в виде прорези, параллельной оси токопровода .

На фиг. 1 показано предлагаемое устройство, разрез; на фиг. 2 - то же, поперечное сечение.

Устройство дл  измерени  тока содержит цилиндрический токопровод 1 с прорезью 2, в которой помещен измерительный магниточувствительный элемент 3, на поверхности токопровода 1 размещен компенсационный магниточувствительный элемент 4. Устройство содержит также направл ющие5, в которых перемещаетс  шток 6, и выходные клеммы 7.

Устройство работает след.ующим образом .

При протекании тока по токопроводу 1 в токопроводе и в прорези 2 возникает магнитное поле. Напр женность магнитного пол  в прорези линейно зависит от тока Э и рассто ни  магниточувствительного элемента 3 от оси токопровода 1. Следовательно, напр жение на выходных клеммах 7 линейно зависит от TOKait), протекающе го по токопроводу 1, и положени  измерительного магниточувствительного элемента 3 в прорези 2. Коэффициент преобразовани  устройства измен етс путем перемещени  штока 6 в направл ющих 5. Так .как при перемещении штока плоскости магниточувствительных элементов 3 и 4 остаютс  параллельными , то напр жение на выходных клеммах 7 не зависит от внешнего однородного магнитного пол .

Прорезь 2 в цилиндрическом токопроводе 1 может быть выполнена, как показано на фиг. 1, диаметрально или как показано на фиг. 2, смещена от оси токопровода 1. Кроме того, угол между прорезью 2 и плоскостью элемента 3 может быть отличен от нул . При всех этих изменени х работоспособность устройства сохран етс .

Путем выбора оптимальных значений радиуса проводника, рассто ни  от оси токопровода до прорези, угла между плоскост ми магниточувствительных элементов и прорезью, угла между осью перемещени  измерительного маг}ниточувствительного элемента и осью токопровода, можно построить преобразователь с требуемыми характеристиками . Однако оптимальным вариантом выполнени  прорези  вл етс  случай, кода ее смещение от оси проводника равно нулю и угол между плоскост ми магниточувствительных элементов и прорезью также равен нулю. При этом направление вектора напр женности магнитного пол  нормально к плоскости магниточувствительного элемента 3 ро всем диапазоне регулировани  коэффициента преобразовани , причем градиент магнитного пол  в прорези посто нный. В случае же смещенной прорези, вследствие того, что вектор магнитной индукции напр женности магнитного пол  поворачиваетс  относительно плоскости элемента, возникает переменна  по величине погрешность , обусловленна  неси и1метричностью диаграммы направленности некоторых магниточувствительных элементов , например датчика Холла.

Если устройство предназначено дл  измерени  величины посто нного и переменного тока, то в качестве магниточувствительного элемента могут быт использованы гальваномагнитные преобразователи (датчики Холла, магниторезисторы , магнитодиоды, гальваномагниторекомбинационные транзисторы и дд). Дл  измерени  величины переменного трка можно применить индукционные преобразователи, например измерительные катушки. Дл  измерени  величины посто нного тока могут быть использованы также феррозондовые и другие магнитомодуд ционные датчики.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  измерени  тока, содержащее цилиндрический токопровод с внутренней полостью, в которой размещен измерительный магниточувствительный элемент/ соединенный последовательно-встречно с компенсационным магниточувствительным элементом, расположенным в плоскости касательной к поверхности цилиндрического токопровода и параллельной плоскости