Датчик магнитного поля

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советскни Социалистическии Республик, с присоединением заявки т 4 о С 01 й 33/02 Государственный коммтет СССР по яелам нзобретенмй н открытмм(72) Авторы изобретения А,А. Муравицкий,А.М.Семенов и В.П,КоротхийИнститут электроники АН Белорусской ССР(54) ДАтчик мАгнитного поля 10 Изобретение относится к измерительной технике и предназначено дляизмерения переменного тока в расположенных на небольшом расстояниидруг от друга токопроводах (например,печатного или навесного монтажа) беэразрыва цепи тока и без гальванической связи между цепью измеряемого тока и измерительной цепью,Известен датчик магнитного поляпеременного тока, состоящий из П-образного сердечнина и двух дифферен-циально включенных измерительных обмоток, расположенных на боковых стержняхсердечника (1. 5Недостатком данного датчика является невысокая точность измерения приблизком расположении контролируемогои помехонесущих токопроводов.Цель изобретения - повышение точности измерения,Поставленная цель достигается тем,что в датчик магнитного поля, содержащий П-образный сердечник с расположенными на его стержнях дифференциально включенными измерительными обмотками, введены два магнитопровода, расположенные по обе сторОныот П-образного сердечника и соединенные с ним, причем толщина стержней ЗО П-образного сердечника равна расстоянию между ними и относится к толщине стержней введенных магнитопроводов, равной расстоянию от них до П-образного сердечника, как 2:1.На фиг. 1 представлена конструкция предлагаемого датчика; на фиг. 2 схема экспериментального определения помехоэащищенностн датчика.Датчик магнитного поля состоит иэ П-образного магннтопроводящего сердечника 1, на стержнях 2 н 3 которого расположены измерительные обмотки 4 и 5.Обмотки содержат одинаковое количество витков и включены дифферен-циально, По обе стороны от П-образного сердечника расположены введенные магнитопроводы б и 7. П-образный сердечник 1 и магнитопроводы 6 и 7 выполнены как одно целое из ферромагнитного материала.толщина магнитопроводов П"образного сердечника равна расстоянию между ними и относится к толщине введенных магнитопроводов, равной, расстоянию от последних до Побразного сердечника, как 2 г 1. Оптимальное в смысле помехозащищенности соотношение между размерами конструктивных элементов датчика и минимальньмрасстоянием А меж851291 ду проводниками,в которых необходим измерять токовые сигналы; толщина стержней П-образного сердечника 0,4 А, толщина введенных магнитопроводов 0,2 А расстояние между стержнями П-образного сердечника 0,4 А и расстояние от введенных магнитопроводов до стержней П-образного сердечника 0,2 А.Датчик работает следующим образом.Для измерения тока датчик располагается над контролируемым проводником 8 таким образом, чтобы ось симметрии датчика находилась над осью симметрии проводника (фиг. 1) . Магнитные потоки, создаваемые в стержнях 2 и 3 сердечника контролируемым током, направлены встречно, поэтому ЭДС,наводимые в измерительных обмотках 4 и 5, суммируются вследствие их дифференциального включения и на выходе датчика появляется сигнал, содержащий информацию о контролируемом токе. При.наличии помехонесущего токо- провода 9 рядом с контролируемым в стержнях 2 и 3 сердечника наводятся магнитные потоки помех Ф) и Ф 2 соответственно. Благодаря наличию магнитопровода б поток помехи Ф возрастает вследствие уменьшения воздушного зазора, по которому замыкаются магнитные силовые линии помехи через стержень 2, С другой стороны, магнитный поток Ф 2 несколько уменьшается вследствие экранирующего действия магнитопровода б (некоторая часть магнитного потока Ф 2 теперь замыкается по более короткому пути - через магнитопровод 6). Формула изобретения 40 45 50 55 В результате благодаря наличию магнитопровода б магнитные потоки Ф и Ф помехи уравниваются по величине, т.е., в измерительных обмотках 4 и 5 индуцируются одинаковые по величине ЭДС, которые компенсируются вследствие дифференциального включения. обмоток и на выходе датчика сигнал помехи отсутствует.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 стержнях магнитопровода датчика уравниваются .благодаря наличию магнитонровода 7 Такое расположение введенных маг 5 0 15 20 25 ЗО нитопроводов позволяет проводить измерение тока в проводнике, в непосредственной близкости от которого расположены один или несколько помехонесущих токопроводов.Помехи от токопроводов, расположенных на значительном удалении от конт" ролируемого провода, устраняются за счет дифференциального включения измерительных обмоток. Поэтому помехозащищенность датчика оценивают по уровню сигнала помехи на выходе датчика при условии, что помехонесущий токопровод находится в непосредственной близкости от контролируемого.В данном случае наиболее объективно можно оценить помехозащищенность датчика, исследуя экспериментально его пространственную разрешающую способность (избирательность). Для этого датчик (фиг. 2) перемещают в горизонтальной плоскости с помощью микрометрического винта над контролируемым проводником 8 в направлении, перпендикулярном оси симметрии последнего, Выходной сигнал датчика после преобразования и усиления интегрирующим усилителем 11 регистрируют,на экране осциллографа 12, посредством которого определяют его основные параметры : амплитуду, полярность и т.п. В ходе экспериментов изменяют размеры введенных магнитопроводов с целью определения оптимальной в смысле помехозащищенности конструкции датчика. Датчик магнитного .поля, содержащий П-образный сердечник с расположенными на его стержнях дифференциально включенными измерительнымиобмотками, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения точности, он снабжен двумя магнитопроводами, расположенными по обе стороныП-образного сердечника и соединенными с ним, при этом толщина стержней П-обраэного сердечника равнарасстоянию между ними и относитсяк толщине стержней, введенных магнитопроводов, равной расстоянию отиих до П-образного сердечника,как 2:1.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 245907, кл. С 01 й 19/02, 1968.851291 Тираж 732 арственного комитет изобретений и открыЖ, Раушская наб,5/63ВНИИПИ Госупо делам035, Москва ПодписноеССР каэ б 5 Филиал ППП Патент, г, Ужгород, ул, Проектная,Составитель Ф,Тарнопольская тор М.Митровка Техред М. Коштура Корректор Г. Решет ник