ПЕРЕНОСНОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ПОСТОЯННЫХ ТОКОВ

ПЕРЕНОСНОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ПОСТОЯННЫХ ТОКОВ
Полезная модель относится к электроизмерительной технике, в частности к измерениям больших постоянных токов.
Известны переносные электромагнитные измерительные преобразователи тока для измерения без разрыва электрической цепи клещеобразного типа (см. Андреев Ю.А,, Абрамзон Г.В. Преобразователи тока для измерений без разрыва цепи.-Л.: Энергия, 1979.- С. 107). Основными недостатками клещевых преобразователей является значительные погрешности измерения (2...5%) и невысокий предел измерения (до 5 кА).
Наиболее близким устройством того же назначения является переносной измеритель больших постоянных токов, содержаший пояс Роговского в виде обмотки, расположенной на разъемном неферромагнитном каркасе, выполненном в виде двух рычагов, соединенных шарниром, интегратор на основе операционного усилителя (ОУ) и регистрирующий прибор (см. патент РФ 2006043, кл. G01R 19/00). Такое устройство принято за прототип.
К причинам, препятствуюшим достижению указанного ниже технического результата при использовании прототипа, является возникновение динамических погрешностей измерения тока при переходных процессах вследствие инерционности ОУ, входящего в состав интегратора. При этом входное сопротивление ОУ снижается, что и приводит к появлению погрешностей.
Сущность решения состоит в стремлении получить технический результат, заключающийся в повышении точности работы измерителя при переходных процессах.
MraCGOlR 19/00
Указанный технический результат достигается тем, что в известном переносном измерителе постоянных токов, содержащем: пояс Роговского в виде обмотки, расположенной на разъемном неферромагнитном каркасе, причем первый зажим пояса Роговского соединен с нулевой шиной; первый операционный усилитель (ОУ), между инвертирующим входом и выходом которого включен первый конденсатор; регистрирующий прибор, подьслюченный к выходу первого ОУ; саморазмыкаюшуюся кнопку, которая подключена параллельно первому конденсатору, особенность заключается в том, что второй зажим пояса Роговского через повторитель напряжения на основе второго ОУ и через последовательно соединенные первый и второй резисторы соединен с инвертирующим входом первого ОУ, а точка соединения первого и второго резисторов через второй конденсатор подключена к нулевой шине.
Проведенный анализ уровня техники позволил установить, что заявителем не обнаружено аналога, характеризующегося признаками, тождественными всем признакам заявляемой полезной модели, а определение из перечня аналогов прототипа позволило вьювить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном устройстве, изложенных в формуле полезной модели. Следовательно, заявляемая полезная модель соответствует условию «новизна.
На чертежах представлено: на фигЛ изображена схема устройства, на фиг.2 изображен каркас пояса Роговского.
Устройство содержит: обмотку 1 (фиг.1), намотанную равномерно на неферромагнитном разъемном каркасе 1а с откидывающейся стороной 16 (фиг.2). Один вывод обмотки 1 заземлен, а другой подсоединен ко входу повторителя напряжения 2 на основе второго ОУ, выход которого соединен со входом первого ОУ 3 через последовательно соединенные первый 4 и второй
5 резисторы. В обратной связи первого ОУ 3 включеи первый конденсатор 6 и саморазмыкающаяся кнопка 7. Общая точка первого 4 и второго 5 резисторов через второй конденсатор 8 соединена с нулевой шиной. К выходу ОУ 3 подключен регистрирующий прибор 9,
В динамике устройство работает следующим образом.
При замкнутом каркасе 1а пояс Роговского подносится к объекту измерения (шинам постоянного тока). Нажатием саморазмыкающейся кнопки 7 сбрасывается возможная информация в виде напряжения на конденсаторе 6. Далее производится охват шин при помощи размыкания разъемного каркаса 1а (откидывания стороны 16) с последующим замыканием этого каркаса. Во время движения в обмотке 1 наводится ЭДС
,(,),(,)
dtdt
где / - измеряемый ток; M(t) - взаимная индуктивность между токопроводом и поясом; |/ - магнитный поток от поля измеряемого тока. Эта ЭДС подается на вход повторителя 2, и для цепи, вюпочающей выход повторителя 2- резисторы 4,5 - вход ОУ 3, можно составить уравнение по II закону Кирхгофа:
R,i,+Rsis.(2)
где R4, RS - сопротивления резисторов 4 и 5; /V, /5,- токи соответственно через резисторы 4, 5. Выходное напряжение ОУ 3 равно:
pW ()
где Сб - емкость конденсатора 6; „ - время измерения. Выразим ток 1$ из (2) и подставим полученное выражение в (2), учитывая, что 14 15+13 (ток через конденсатор 8). Тогда можно записать:
«-   +  (4)
C,(R,+R,) Q()o Второй интеграл в правой части выражения (4) равен нулю, поскольку ток is равен нулю как в начальный, так и в конечный моменты интегрирования. Поэтому с учетом (1) можно записать:
(5)
(R,+Rs)C,
где A/max - максимальное значение взаимной индуктивности при полном охвате токопровода поясом.
Из выражения (5) видно, что выходное напряжение прямо пропорционально измеряемому току, а емкость конденсатора 8 не влияет на функцию передачи устройства в установившемся режиме (как и в прототипе), т.е. не вносит методических погрешностей. Но в переходном режиме резкое возрастание напряжения между входами ОУ 3 исключается благодаря конденсатору 8, что способствует устранению динамических погрешностей устройства.
Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о том, что средство, воплощающее заявленную полезную модель при ее осуществлении, способно обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата. Следовательно заявленная полезная модель соответствует условию промышленная применимость.