Датчик тока

(5 АНИЕ ИЗ Т ОПИ но-конструкторское Псковского завода ого оборудованияВ,В.Новиков, ов и П.С.Никифо. Магнитоименение,.5 48. ,П, Бесконтактномиздат, 1974, с 113 средствам льных еистока в свасварки, С ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯГ 1 РИ ГКНТ СССР РСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Специальное проекти технологическое бюротяжелого электросварочн(57) Изобретение относится кпреобразования тока в измеритетемах, например, при измерениирочных машинах контактной целью повышения линеиности и расширения температурного диапазона в датчик тока введены усилитель 4, элемент 5 нелинейной обратной связи и блок 6 компенсации дрейфа, а нелинейный блок 2 содержит резисторы 8-11 и диод 12, Ток протекает от источника 1 питания через блок 2 и магниторезисторы 3-1 - 3-2 й, причем этот ток зависит от величины сопротивления магниторезисторов, усиливается усилителем 4 и поступает на выходной зажим 7, Блок 6 компенсации дрейфа при отсутствии изменения сигнала на выходе усилителя 4 через ограничитель 16, ключ 13, конденсатор 14 и усилитель 15 отслеживает дрейф, При появлении сигнала на выходе усилителя 4 компараторы 17 и 21 с помощью резисторов 19, 22 и диода 20 отключают ключ 13, благодаря чему на конденсаторе 14 сохраняется предыдущее значение компенсирующего сигнала. 3 з.п.ф-лы, 2 ил,- Йм ем1= 2 Л где г - расстояниемым током;В - индукциника с током; от пр ка с измер я провод гнитн ого Датчик тока предназначен для средств измерения и выпрямления значений кратковременных постоянных или переменных токов большой силы и, например, может быть использован для измерения токов сварочных машин контактной сварки,Целью изобретения является повышение линейности и расширение температурного диапазона,На фиг.1 представлена функциональная схема датчика тока; на фиг,2 показано расположение магниторезисторов.Датчик тока содержит источник 1 питания, один вывод которого соединен с общей шиной, а другой через нелинейный блок 2 - с первым выводом последовательно соединенных 2 И магниторезисторов 3-1 - 3-2 й. Последний вывод магниторезисторов соединен с входом усилителя 4 и выходами элемента 5 нелинейной обратной связи и блока 6 компенсации дрейфа, входы которых соединены с выходным зажимом 7 и выходом усилителя 4,Нелинейный блок 22 содержит резисторы 8 - 11 и диод 12, катод которого является вторым выводом нелинейного блока 2 и соединен с вторым выводом резистора 10, первый вывод которого является первым выводом нелинейного блока 2 и соединен через резистор 8 с первыми выводами резисторов 9 и 11. Второй вывод резистора 11 соединен с общей шиной, а второй вывод резистора 9 - с анодом диода 12,Блок 6 компенсации дрейфа содержит ключ 13, выход которого соединен с первым выводом конденсатора 14 и неинвертирующим входом усилителя 15. Выход последне.го является выходом блока 6 компенсации дрейфа, вход которого через ограничитель 16 соединен с входами ключа 13 и компаратора 17. Выход компаратора 17 через конденсатор, 18 соединен с первым выводом резистора 19 и катодом диода 20, анод которого соединен с входом компаратора 21 и через резистор 22 с общей шиной. Выход компаратора 21 соединен с управляющим входом ключа 13, второй вывод резистора 19 - с зажимом 23 источника питания,Датчик тока работает следующим образом.Значение тока определяется выражениио,и - магнитная постояннаая и отно сительная магни 1 чая проницаемость.В исходном состоянии блок 6 компенсации дрейфа устанавливает на выходе уси лителя 4 ноль по цепи: ограничитель 16, открытый ключ 13, усилитель 15 и конденсатор 14, напряжение на котором постоянно отслеживает компенсирующее напряжение. При появлении кратковременного тока 1 10 сопротивление магниторезисторов 3 - 1 - 3- 2 М увеличивается, поэтому ток, протекающий через них, уменьшается, и на выходе усилителя 4 появляется напряжение, которое переключает компаратор 17, выходной 15 сигнал которого через конденсатор 18 закрывает диод 20, в результате компаратор 21 также переключается, выключив ключ 13. Конденсатор 14 при этом сохраняет сигнал предыдущего корректирующего напряже ния, т.е. блок 6 переходит в режим хранения предыдущего состояния, После окончания импульса тока компараторы 17 и 21 возвращаются в исходное состояние и блок 6 компенсации дрейфа вновь обеспечивает 25 режим непрерывной компенсации дрейфа усилителя 4,Компенсации нелинейности магниторезисторов 3-1 - 3-2 М, сопротивление которых является четной функцией от индукции, 30 обеспечивается элементом 5 нелинейной обратной связи, которая может быть реализована на резисторах и диодах со смещением,Изменение величины сопротивления 35 нелинейного блока 2 следует выбирать из соотношенияЯ=(к+(1 0Вн. макс - К Йм.максгде Кн,мин Вн, йн.макс. - минимальное, текущее и максимальное значение сопротивления нелинейного блока 2;йм.мин., йм., йм.макс. - минимальнсе, текущее и максимальное значение сопротивления магниторезисторов 3-1 - 3-2 Й;Вн.максГВм.максНа фиг.2 показано. взаимное расположение магнитореэистров 3-1 - 3-28 в двухплоскостях (сплошной и пунктирной линиями соответственно). В результате такогорасположения наведенная помеха на выво дах магниторезисторов вычитается иэ-за.того, что знак помехи в двух этих плоскостяхпротивоположен.Ф о р мул а и з обретения1. Датчик тока, содержащий источникпитания, один вывод которого соединен че1647424 Составитель В. Смирноведактор Т.Юрчикова Техред М.Моргентал Корректор О, К Заказ 1647 ВНИИПИ Госуда Тираж 430 венного комитета по из 113035, Москва, Ж, Р Подписноеретениям и открытияшская наб., 4/5 ГКНТ СС ул,Гагарина, 101. Ужго Производственно-издательский комбинат " рез резистор с последовательно соединенными 2 й магниторезисторами, другой вывод - с общей шиной, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения линейности и расширения температурного диапазона, резистор выполнен в виде нелинейного блока, а также введены усилитель, элемент нелинейной обратной связи и блок компенсации дрейфа, причем элемент нелинейной обратной связи и блок компенсации дрейфа входами и выходами соединены с выходом и входом усилителя соответственно, вход усилителя соединен с вторым выводом последнего магниторезистора, а выход усилителя является выходом датчика тока,2. Датчик по п,1,о т л и ч а ю ш, и й с я тем, что блок компенсации дрейфа содержит ограничитель, вход которого является входом блока компенсации доейфа, выход которого является выходом усилителя, инвертирующий вход которого соединен с .общей шиной, а неинвертирующий вход - с первым выводом первого конденсатора и через ключ с выходом ограничителя и входом первого компаратора, выход которого через второй конденсатор соединен с первым выводом первого резистора и катодом диода, анод которого соединен с входом второго компаратора и через второй резистор с общей шиной, второй вывод первого резистора соединен с выводом источниа питания, выход второго компаратора соединен с управляющим входом ключа, второй вывод первого конденсатора соединен с общей шиной,5 3. Датчик по п 1, отл и ч а ю щи йс ятем, что нелинейный блок содержит первый резистор, два вывода которого являются первым и вторым выводами нелинейного блока соответственно, причем первый вы вод первого резистора через второй резистор соединен с первыми выводами третьего и четвертого резисторов, второй вывод третьего резистора соединен с анодом диода, катод которого соединен с вто рым выводом первого резистора, второйвывод четвертого резистора соединен с общей шиной.4. Датчик по п,1, о тл и ч а ю щи й с ятем, что, с целью повышения помехоустой чивости за счет уменьшения влияния помехи, каждый из маги иторезисторов расположен напротив другого так, что они образуют пары, выводы каждой пары магниторезисторов направлены параллельно 25 друг другу в одну сторону, причем первые ивторые магниторезисторы каждой пары расположены соответственно в своих плоскостях, а первый вывод первого магниторезистора пары расположен напротив 30 второго вывода второго магниторезисторапэры.