Способ измерения тока

0 П И С А Н И Е рц 811153ИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Со 1 оз Советских Социалистических Раслублик(51)м К зб 01 К 19/О с присоединением з вкиГосударстоеиимй комитет ссср ло делам изобретений) Дата опубликовани 1 Бюллетеньописания 07.03. и открыти 72) Авторы МЕРЕНИЯ Т 4) СПОС роизмери- пользовавеличины регулиро 5 Изобретение относится к электтельной технике и может быть исно для измерения токов большойв быстродействующих системахвания и управления.Известен способ измерения тока путем преобразования измеряемого тока в ток меньшей величины при помощи трансформаторов тока или магнитных усилителей, в которых преобразование тока осуществля ется за счет сохранения равенства первичных и вторичных ампервитков магнитопроводов:11. При измерении больших токов (нескольких сотен ампер и более) во вторичных цепях магнитопроводов упомянутых 15 устройств протекают значительные токи, что приводит к существенным потерям мощности в измерителе тока. Это определяет основной недостаток известного способа. 20Известен способ измерения тока путем формирования рабочего магнитного потока в магнитопроводе с зазором и измерения его с помощью датчика Холла 2.Устройства, реализующие данный спо соб, обеспечивают малые потери мощности, но имеют нестабильные характеристики и обладают низкой помехозащищенностью, что снижает точность измерения и является их недостатком, 30 Цель изобретения - создание способа измерения больших токов, который реализуется в устройствах с высокой точностью измерения тока и с малым уровнем шумов и помех.Это достигается тем, что рабочий магнитный поток вычитают и складывают с постоянным магнитным потоком смещения, полученные результирующие магнитные потоки используют соответственно для формирования двух последовательностей широтно-модулированных импульсов напряжения и для регулирования их коэффициентов широтной модуляции в противоположных направлениях, при этом определяют сигнал, пропорциональный скорости изменения рабочего магнитного потока, суммируют его с упомянутыми последовательностями импульсов напряжения, а результат фильтруют.Изобретение поясняется чертежом, на котором показаны графики изменения во времени величин, с которыми производятся операции в соответствии со способом по изобретению.На чертеже приняты следующие обозначения: 1 - измеряемый ток; Фр - рабочий магнитный поток; Ф, - постоянный магнитный поток смещения; У, - первая последовательность широтно-модулированныхФ о р м у л а изобретения импульсов; У - вторая последователь- Таким образом, напряжение с , получаность широтно-модулированных импульсов; емое от суммирования двух последовательУ - сумма двух последовательностей им- ностей импульсов У и У содержит составпульсов; У - напряжение на выходе ляющую (среднее значение, которое покафильтра без учета производной измеряемо зано штриховой линией), которая пропорН фр циональна измеряемому току с учетом знаНЖ - производные измека (направления тока ).ряемого тока и рабочего магнитного пото- График напряжения У показывает, кака соответственно; Уны, - напряжение на ким было бы напряжение на выходе измевыходе измеРителЯ тока; о, ь ь з, 4 - 10 РителЯ тока, если бы не опРеделЯлась пРофиксированные моменты времени. изводная тока(потока Фр), а только осуДля пояснения изобретения принято, что ществлялась фильтрация напряжения Ув интервале времени 1 о - 1, измеряемый ток Видно, что в моменты изменения токана и соответственно рабочий поток Фр рав- пряжение У по форме отличается от изны нулю. В интервале времени 1, - 1 из меряемого тока, т. е. фильтрация напряжемеряемый ток 1 и поток Фр нарастают до ния У приводит к запаздыванию в изменекоторых значений , и Фр, и остаются по- рении тока,стоянными по величине вплоть до момента Из чертежа видно, что в моменты измевремени 1,. В интервале времени 1 - 14 из- сайф (сйнения токавеличина ( - 1 имеетмеряемый ток изменяется от значения , до 20 Н ,Н/значения -а поток Фр, соответственно значения, отличные от нуля, 1- апряжение,до значения - Фр, .ф1 сигРезультаты сложения и вычитания рабо- пропорциональное производнои Лчего потока Фр с постоянным по величине нал, пропорциональный скорости измененияпотоком смещения Ф, показаны на следу рабочего потока), добавляется к сигналующем графике. В интервале 1 О - 1, сумма У, в результате чего на выходе фильтра(сплошная линия) и разность (штриховая формируется сигнал УБы, Этот сигнал прилиния) потоков равна Ф,. Этому значению определенном выборе соотношений междупотока соответствуют две последовательно- постоянной времени фильтра, выполняемости широтно-модулированных разнополяр- З 0 го в виде апериодического звена, коэффиных импульсов напряжения У, и У. Эти циентом передачи сигнала скорости измепоследовательности характеризуются коэф- нения потока Фр и коэффициентом передафициентом широтной модуляции, определя- чи напряжения У в точности соответствуемым по формуле ет измеряемому току, т. е. путем использо.- Ь 2 вания сигнала, пропорционального скороТсти изменения потока Фрудается скомпенсировать запаздывание, вносимое фильгде Л 1 - длительность импульса; тром, который необходим для выделенияЛ 1 - длительность паузы; среднего значения напряжения из импульТ - длительность (период) широтно сов Ьмодулированных импульсов. При реализации способа желательно выбирать период Т как можно меньше, чтобыВ интервале 1 о - 1, коэффициенты ши- использовать фильтр с малой постояннойротной модуляции К, и К, обеих последо- времени, В тех случаях, когда нельзя привательностей У, и У, равны нулю, так как 45 менить специальный генератор для образоМ = Л 1, поэтому суммарное напряжение вания последовательностей О, и У с маЬх двух последовательностей равно нулю, лым Т, можно использовать промышленнуюВ интервале времени 1 - 1 з коэффициент сеть с частотой 50 Гц. В этом случае исмодуляции К, первой последовательности пользуют ЕС-фильтр с постоянной времениформируется под действием потока Ф + 50 не менее 50 10 -с. Сигнал, пропорциональ+ Фр, при этом ширина положительного ный скорости изменения тока (рабочего поимпульса М возрастает. У последователь- тока), получают в виде напряжения на обности У, коэффициент К, в интервале мотке, располагаемой на магнитопроводе с- формируется под действием потока зазором, первичной обмоткой которого явФ, - Фр, ширина отрицательного импуль ляется шина, по которой протекает измеряса Л 1 уменьшается. В результате сложения емый ток.импульсов обеих последовательностей вупомянутом интервале времени появляютсяимпульсы напряжения У (среднее значение напряжения показано штриховой лини Способ измерения тока путем формироей). вания рабочего магнитного потока в магниАналогично описанному образуются им- топроводе с зазором, о т л и ч а ю щ и й с япульсы напряжения У в интервале 14 - 1, тем, что, с целью повышения точности изтолько в этом случае они оказываются иной мерения за счет уменьшения уровня собстполярности. 65 венных шумов и повышения помехозащи811153 Составитель Т. Веремейкина Редактор Л. Лашкова Техред Л. Куклина Корректоры: В. Нам и 3. Тарасова Заказ 636/2 Изд. М 275 Тираж 749 ПодписноеНПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Типография, пр. Сапунова, 2 щенности, рабочий магнитный поток вычитают и складывают с постоянным магнитным потоком смещения, полученные результирующие магнитные потоки используют соответственно для формирования двух поспедовательностей широтно-модулированных импульсов напряжения и для регулирования их коэффициентов широтной модуляции в противоположных направлениях, при этом определяют сигнал, пропорциональный скорости изменения рабочего магнитного потока, суммируют его с упомянутыми последовательностями импульсов напряжения, а результат фильтруют.5 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР194162, кл. Ст 01 К 19/00, 1965.2. Патент ФРГ1941312, кл. 21 С 59/36,10 опубл. 1972,