Дискретное устройство для измерения тока

, 1984. И Уиг. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ СКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(57) Изобретение относится к измерительной технике, в частности кдискретным устройствам измерениятока. Целью изобретения является повышение помехозащищенности, Дискретное устройство содержит сердечник 1,выполненный кольцевым с пазами 2,в которых на разных расстояниях отцентра расположены герконы, контакты которых соединены с цифровымпреобразователем. Внутри магнитопровода расположена шина 4. Пазы 2закрыты вставкой. 4 ил.Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть использовано в качестведискретного трансформатора тока спервичными номинальными токами и токами предельной кратности силой отнескольких десятков ампер.Цель изобретения - повышение помехозащищенности устройства.На фиг.1 представлен трансформатор тока;.на фиг.2 - разрез А - А нафиг.1; на фиг.3 - размещение и закрепление герконов в пазах магнитопровода; на фиг.4 - структурная схема взаимодействия трансформатора тока с цифроаналоговым преобразовате -лем (ЦАП),Дискретное устройство (Фиг,1) содержит сердечник 1, являющийся кольцевым магнитопроводом, с пазами 2,расположенными на разном расстоянииот центра, Герконы 3 расположены впазах 2. Первичная обмотка 4 можетбыть выполнена, например, в виде25витка провода или шины, проходящейчерез центр кольцевого магнитопровода 1, который может быть выполнен ввиде полуколец и иметь разъемное соединение замкового типа не показано). Герконы 3 имеют контакты 5, которые замыкаются под действием электромагнитной силы от протекания токапо шине 4 (первичной обмотке).Вставка б повторяет форму паза 2 ипредназначена для закрывания паза 2 35над герконом 3 с целью уменьшенияискажения распределения магнитныхсиловых линий по объему магнитопровода .1.Для обеспечения минимального искажения траектории линий магнитногополя в магнитопроводе 1 пазы 2 закрывают вставкой 5 и располагают наодной радиальной линии, а чередуютих по квадрантам оси симметрии магнитопровода 1 (фиг,1). При этом приравномерном шаге, т.е, при одинаковомприращении радиального расстояниямежду первым и последующим герконами, получают линейную зависимость 50между амплитудой первичного тока иномером срабатывающего геркона. Например, при токе 10 А срабатываетгеркон на расстоянии Р при 20 А -геркон на расстоянии Р , при 30 А - 55геркон на расстоянии Р и т.д.Таким образом, срабатывание каждого геркона говорит о том, что величина тока в первичной цепи достигла значения 1 = К 1 ,где К - число герконов, я - ток, при котором срабатывает первый геркон с радиальным расстоянием Р,.При неравномерном радиальном шаге между герконами, например при расположении герконов в точках пересечения спирали Архимеда с осями симметрии магнитопровода, можно получить нелинейную зависимость между входным и выходным токами преобразователя. Для реализации нелинейной зависимости могут быть применены также герконы с различной силой срабатывания контактов.Аналогичный эффект достигается применением наборного магнитопровода из колец с различной магнитной проницаемостью и вложенных одно в другое с минимальным зазором или набранных столбиком. Для размещения герконов в материале колец делают пазы под геометрию геркона ипи используют кольца из Ферромагнитных или иных материалов с различной магнитной проницаемостью и стыкуют кольца торцами, набирая нужный по числу разрядов (и максимального значения измеряемого тока) трансформатор тока, Пазы для укладки герконов.могут быть заложены в конфигурацию колец и изготавливаться известными методами, например прессованием и др.Магнитопровод может быть изготовлен, например, навивкой пермаллоевой ленты и укладкой герконов прямо под витки ленть." в соответствии с фиг. с изоляцией герконов.Укладка герконов в пазы трансформатора показана на фиг.2 часть. В магнитопроводе 1 выполнен паз 2, в который вложен геркон 3 с контактами 5 на герметик 7 (или клей). Сверху геркона 3 уложена вставка 6 из материала магнитопровода 1. Контакты 5 геркона 3 щеют выводы 8, которые подключаются к соответствующим разрядам ЦАП (не показан).Трансформатор тока совместно с ЦАП работает следующим образом(фиг.3). Дискретное устройство 9 представлено непосредственно магнитопроводомпроводником 4 с током, причем проводник 4 размещен внутри кольца магнитопровода 1. Контакты 10-4 герконов расположены также внутри1350616 10 15 20 25 30 35 40 формула изобретения 45 50 экспериментально определен ток сра 55батывания первого геркона 10 А. Ракольца магнитопровода и условно вынесены (штрих-пунктирная механическая связь), прн этом замыкание контакта 14 геркона происходит под действием электромагнитной силы тока, протекающей в проводнике (шине) 4.При замыкании контакта 14 происходит подключение 1-го разряда (в данном случае младшего) ЦАП и на выходе блока 15 появится аналоговый сигнал, который, отобразится на приборе 16.Весовое значение этого 1-го разряда задается делителями 17-25 блока 26 и уровнем опорных напряжений +Е, (или аналоговая земля) в блоке 26 делителей разрядных токов и -Ев блоке 27 стабилизатора 28 токов. Блок 15 является по существу операционным усилителем с регулируемым коэффициентом передачи, блок 16 - блоком отображения аналоговой информации, т.е. измерительным прибором. При этом блоки 26, 27, 15 и 16 в данном случае строятся по известным схемным решениям. При возрастании тока в проводнике (шине) 4 срабатывают соответственно герконовые ключи 10 - 13, подключают соответственнно 2, 3, 4 К-й разряды ЦАП и на выходном приборе 16 отображается величина измеряемого тока в проводнике (шине) 4.Предлагаемое дискретное устройство имеет высокую помехозащищенность, так как всегда можно заранее выбрать уровни опорных напряжений +Е , которые позволят отстроиться от помех. Кроме того, возрастает точность преобразования, которая определяется числом разрядов ЦАП, т.е. числом герконов, которое может быть выбрано потребителем по своему усмотрению в зависимости от технических требований и используемой аппаратуры.П р и м е р . Рассчитывают геометрические параметры дискретного устройства по известным формулам, приняв исходные данные а=80 мм, Рг = 100 мм, Р = 20 мм, Ь = 20 мм, К = 50 мм, г = 5 мм. Сердечник изготовлен из магнитомягкой стали и диус, на котором установлен геркон, 25 мм, получают с точностью + 207: К =1; К =28; К=1; В 1,Таким образом, с точностью +207 второй геркон срабатывает при токе около 20 А при его установке на радиусе около 41 мм, третий соответственно - при токе ЗОА на радиусе 57 мм. При необходимости увеличения числа разрядов (для данного случая) уточняют значения токов срабатывания последнего геркона и продолжают расчет с .учетом искажения магнитных силовых линий за счет вставок и несимметрии расположения проводника стоком, учитывая, что эти явления добавляют 15-207 искажений в вьппеприведенные допущения.Предлагаемое дискретное устройство может найти применения в схемах ограничителей экспериметальных значений токов, при этом на него не влияют перегрузки по току. По сравнению с известным устройством оно обладает повьппенной точностью и помехозащищенностью. Кроме того, применение устройства позволяет экономить цвет-. ные металлы, в частности медные провода, которые обычно применяются для изготовления как первичных, так и вторичных обмоток. Предлагаемое устройство может найти применение в устройствах управления источниками сварочного тока и технологическими процессами сварки. Дискретное устройство для измерения тока, содержащее кольцевой магнитопровод с расположенным внутри него витком с током, преобразовательный элемент, цифровой преобразователь, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения помехозащищенности, кольцевой магнитопровод выполнен с пазами, перпендикулярными продольной его оси и расположенными на различном расстоянии от центра, а преобразовательный элемент выполнен в виде герконов, размещенных в пазах, контакты герконов соединены с цифровым преобразователем.ерагпорорла РизСоставитель В.Мясник Редактор П.Гереши Техред М Моргентал рректор Н.Корол аказ 5282/46 Тираж 730 П ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-.35, Раушская наб. д.4/5