Устройство для измерения тока

 

Изобретение может быть использовано для измерения тока в цепях, требующих гальванической развязки с. измерительными цепями. Устройство содержит дифференциальный магнитопровод 1 с двумя парами разделенных воздушными промежутками 2 внешних 3 и внутренних 4 ветвей, измерительные i сл с

СОЮЗ СОЕЕТСНИХ

СОЩМЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А1 (19) (11) 1) 4 G 01 R 19/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР по делАм изОБРетений и ОтнРытий

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3946769/24-21 (22) 26.08.85 (46) 07.07.87. Бюл. № 25 (72) В.Н.Курсай, А.В.Черненко и О.Н.Бородинов (53) 621.3 17.7(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 411629, кл. Н 03 М 1/50, 1972.

Авторское свидетельство СССР № 834552, кл. G 01 R 19/00, 20.01.75. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМ?РЕНИЯ ТОКА (57) Изобретение может быть использовано для измерения тока в цепях, требующих гальванической развязки с измерительными цепями. Устройство содержит дифференциальный магнитопровод I с двумя парами разделенных воздушными промежутками 2 внешних 3 и внутренних 4 ветвей, измерительные

132 обмотки 5 и 6, соленоид 7 подмагничивающего поля, источник 8 постоянного тока, преобразователи 9 и 10 магнитной индукции в частоту с датчиками 11 и 12, которые размещены в зазорах 13 магнитопровода 1, измерительные блоки 14 и 15, блок 16 вычитания частот, отсчетный блок 17, обмотки 18 и 19 магнитопровода, управляемые ключи 2024, 29 и 30, логический элемент ИЛИ

2159

25, репейные элементы 26 и 27, блок

28 индикации, блок 31 синхронизации генератора 32, дополнительные обмотки 33 и 34 подмагничивания магнитопровода. Изобретение повышает надежность функционирования устройства при отказе одного иэ преобразователей 9 или 10 и повышает точность измерений путем исключения влияния гистерезиса магнитопровода. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области электрических измерений и может быть использовано для измерения тока в цепях, требующих гальванической развязки с измерительными цепями. 5

Цель изобретения — повьш ение надежности функционирования путем обеспечения возможности измерений при отказе одного из преобразователей магнитной индукции в частоту, а также 10 повышение точности путем исключения влияния гистерезиса магнитопровода.

На чертеже приведена структурная схема устройства.

Устройство для измерения тока со- 15 держит дифференциальный магнитопровод 1

С двумя парами разделенных воздушными промежутками 2 внешних 3 и внутренних 4 ветвей, первую 5 и вторую 6 измерительные обмотки, расположенные на 20 внешних ветвях 3 магнитопровода 1, источник постоянного подмагничивающего поля, выполненный в виде соленоида 7 подмагничивания, подключенного к выходу источника 8 постоянного тока, первый 9 и второй 10 преобразователи магнитной индукции в частоту, датчики 11 и 12 которых размещены между полюсными наконечниками в зазорах 13 магнитопровода 1, измерительные бло- 30 ки 14 и 15 преобразователей 9 и 10, подключенные соответственно к датчикам 11 и 12, блок 16 вычитания частот и отсчетный блок 17. Соленоид 7 подмагничивания расположен между внутренними ветвями 4 магнитопровода 1 перпендикулярно их осям и снабжен двумя одинаковыми обмотками 18 и 19. Источник 8 постоянного тока выполнен управляемым с двумя коммутируемымивы- 4р ходами, каждый из которых подключен к одной из обмоток 18 и 19 соленоида 7.

Устройство содержит также первый

20, второй 21, третий 22 и четвертый 23 управляемые ключи с одним управляющим входом, пятый управляемый ключ 24 с двумя управляющими входами, логический элемент ИЛИ 25, первый 26 и второй 27 релейные элементы. Сигнальный выход первого измерительного блока 14 соединен через первый ключ 20 с первым входом блока 16 вычитания частот. Сигнальный выход второго измерительного блока 15 соединен через второй ключ 21 с вторым входом блока

16 вычитания частот, первый вход которого соединен через третий ключ 22 с первым входом отсчетного блока 17.

Второй вход блока 16 вычитания частот соединен через четвертый ключ 23 с вторым входом отсчетного блока 17, а выход — через пятый ключ 24 с третьим входом отсчетного блока. Дополнительный сигнальный выход каждого из измерительных блоков 14 и 15 подключен к входу соответствующего релейного элемента 26 и 27. Выход первого релейного элемента 26 соединен с управляющими входами первого 21 и четвертого 23 ключей, а также с первым управляющим входом пятого ключа 24 и с первым входом логического элемента

ИЛИ 25. Выход второго релейного элемента 27 соединен с управляющими входами второго 22 и третьего 23 ключей, с вторым управляющим входом пятого ключа 24, а также с вторым входом логического элемента ИЛИ 25, выход ко торого подключен к управляющему входу

1322159

1. Устройство для.измерения тока, содержащее дифференциальный магнитопровод с двумя парами разделенных воздушными промежутками внешних и внутренних ветвей, две измерительные обмотки, расположенные на внешних ветвях и соединенные последовательно, источник постоянного подмагничивающего поля, установленный между внутренними ветвями перпендикулярно их осям источника 8 постоянного тока. В устройство также может быть введен блок 28 индикации неисправного преобразователя, первый вход которого подключен к выходу первого релейного элемента 26, а второй вход — к вы,ходу второго релейнбго элемента 27.

Устройство может дополнительно содержать шестой управляемый ключ 29, включенный между датчиком 11 и измери-10 тельным блоком 14, седьмой управляемый ключ 30, включенный между датчиком 12 и измерительным блоком 15, блок 3 1 синхронизации и генератор 32 подмагничивания, а магнитопровод 1 15 может быть снабжен обмотками 33 и 34 перемагничивания, расположенными на внешних ветвях 3. Один выход блока 31 синхронизации подключен к управляющим входам ключей 29 и 30, а второй вы- 20 ход - к .входу генератора 32 подмагничивания, к выходу которого подключены обмотки 33 и 34 подмагничивания °

Датчики 11 и 12 выполнены на основе эффекта ядерного магнитного резонан- 25 са. В качестве управляемых ключей могут быть использованы, например, логические элементы И, И-НЕ, а в каче, стве релейных элементов — блоки допускового контроля. сигнала.. Отсчет- 30 ный блок 17 может быть выполнен цифровым.

Устройство для измерения тока работает следующим образом.

При протекании измеряемого тока, через измерительные обмотки 5 и 6 в магнитопрбводе 1 возникает магнитное поле, магнитный поток которого, вследствие соответствующего распределения магнитного сопротивления между внутренними 4 и внешними 3 ветвями, замыкается через внешние ветви 3 и зазоры 13 магнитопровода 1. Магнитный поток соленоида 7 замыкается через внутренние ветви 4 и зазоры 13 магнитопровода 1. B зависимости от направления магнитных потоков в одном зазоре они складываются, а в другом — вычитаются. Измерительные блоки 14 и 15 под воздействием датчиков 11 и 12, реагирующих на величину магнитных индукций в зазорах 13, генерируют колебания,, частоты которых пропорциональны указанным величинам магнитных индукций. Блок .16 определяет разностную частоту, которая пропорциональна величине входного тока. Релейные элементы 26 и 27 отпирают ключи 20, 24 и логический элемент ИЛИ 25, запирают ключи 22 и 23. Поэтому сигналы поступают с блоков 14 и 15 на блок 16, на выходе которого разностная частота определяется отсчетным блоком 17.

При отказе одного из преобразователей, например преобразователя 9, сигнал на выходе релейного элемента 26 изменяется. Под воздействием этого сигнала ключи 20 и 24 запираются, а ключ 23 отпирается. В этом случае сигнал работоспособного преобразователя 10 поступает через ключи

21 и 23 непосредственно на отсчетный блок 17. Аналогично при отказе преобразователя 10 сигнал поступает с выхода преобразователя 9 на отсчетный блок 17 через ключи 20 и 22. При изменении сигналов на выходе любого из релейных элементов 26 и 27 логический элемент ИЛИ 25 формирует сигнал, под воздействием которого отключается один из коммутируемых выходов источника 8 постоянного тока, причем обесточивается одна из обмоток 18, 19 соленоида 7 и магнитный поток соленоида 7 уменьшается вдвое, за счет чего уменьшается погрешность измерения, возникающая из-за отсутствия операции вычитания частот. Устройство остается работоспособным, несмотря на некоторое ухудшение точности измерения.

С выходов релейных элементов 26 и 27 сигналы поступают на блок 28 индикации, который указывает исправность устройства или индицирует неисправный преобразователь. Для исключения влияния гистерезиса магнитопровод 1 периодически перемагничивается за счет подачи в обмотки 33 и 34 перемагничивания переменного тока от генератора 32 подмагничивания. Генератор

32 включается блоком 3 1 синхронизации, который на время перемагничивания отключает преобразователи 9 и 10 при помощи ключей 29 и 30.

Формула изобретения

1322159

3. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности путем исключения влияния гистерезиса магнитопровода, в него введены дополнительно шестой и седьмой управляемые ключи, каждый из которого включен между датчиком преобразователя и измерительным блоком, блок синхронизации, первый выход которого соединен с управляющими входами шестого и седьмого ключей, l а второй выход — с входом генератора подмагничивания, выход которого соединен с обмотками перемагничивания, размещенными на внешних ветвях магнитопровода °

Составитель А.Пучковский

Редактор И.Николайчук Техред А.Кравчук Корректор Л.Патай

Заказ 2857/39 Тираж 730 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, il(-35, Раушская наб., д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4 и выполненный в виде соленоида нодмагничивания, подключенного к выходу источника постоянного тока, два преобразователя магнитной индукции в частоту, датчики которых размещены между 5 полюсными .наконечниками в зазорах магнитопровода, измерительные блоки указанных преобразователей подключены к датчикам, блок вычитания частот и отсчетный блок, о т л и ч а ю щ е- 10 е с я тем, что, с целью повышения надежности функционирования путем обеспечения возможности измерения при отказе одного из преобразователей магнитной индукции в частоту, в него 15 дополнительно введены первый, вто,рой, третий и четвертый управляемые ключи с одним управляющим:входом, пятый управляемый ключ с двумя управляющими входами, логический элемент 20

ИЛИ и два релейных элемента,,источник постоянного тока выполнен управляемым с двумя коммутируемыми выходами, а соленоид подмагничивания выполнен с двумя одинаковыми обмотками, 2э каждая йз которых подключена к одному из выходов источника постоянного тока, кроме того, сигнальный выход первого измерительного блока соединен через первый ключ с первым входом бло-30 ка вычитания частот, сигнальный выход второго измерительного блока через, второй ключ соединен с вторым входом блока вычитания частот, первый вход блока вычитания частот соединен через 35 третий ключ с первым входом отсчетного блока, второй вход блока вычитания частот через четвертый ключ — с вторым входом отсчетного блока, выход блока вычитания частот через пятый 10 ключ — с третьим входом отсчетного блока, дополнительные сигнальные выходы первого и второго измерительных блоков соединены с входами соответственно первого и второго релейных элементов, выход первого релейного элемента соединен с управляющими входами первого и четвертого ключей и с первым управляющим входом пятого ключа, а также с первым входом логического элемента ИЛИ, выход второго релейного элемента соединен с управляющими входами второго и третьего ключей, с вторым управляющим входом пятого ключа, а также с вторым входом логического элемента ИЛИ, выход которого соединен с управляющим входом источника тока, 2. Устройство по и, 1, о т л и-. ч а ю щ е е с я тем, что в него дополнительно введен блок индикации неисправного преобразователя, первый вход которого подключен к выходу первого релейного элемента, а второй— к выходу второго релейного элемента.