ДАТЧИК ТОКА

Полезная модель относится к электрическим измерениям, а именно, к измерениям электрического тока, и может быть использована в качестве датчика тока высокой частоты, выполненного по схеме трансформатора с низкой проходной емкостью между первичной и вторичной обмотками, например, для исследования электрических процессов в высоковольтных проводах системы зажигания двигателя внутреннего сгорания (ДВС).
Известен высокочастотный трансформатор, описанный в литературе (М.Е.Мавшович. Полупроводниковые преобразователи частоты. Ленинград, Энергия, 1968 г., с.254), в котором проходная емкость между первичной и вторичной обмотками уменьшена выполнением объемного витка. Трансформатор состоит из кольцевого магнитопровода с первичной обмоткой и кольцевого магнитопровода со вторичной обмоткой, установленных последовательно на общем стержне и расположенных в замкнутой полости общего цилиндрического экрана, причем концы стержня соединены с противоположными торцами экрана. Стержень проходит через внутренний экран, размещенный между магнитопроводами и соединенный с внутренней боковой поверхностью общего экрана.
Использование описанного трансформатора в качестве датчика тока возможно только при условии разрыва исследуемой цепи и последовательного включения в нее своей первичной обмоткой. Разрыв высоковольтного провода системы зажигания ДВС нарушает реальную картину процессов, протекающих в нем, поэтому использование рассмотренного выше трансформатора для этих целей невозможно.
Задачей полезной модели является создание конструкции датчика тока для исследования электрических процессов в высоковольтных проводах системы зажигания двигателя внутреннего сгорания (ДВС).
Указанная задача в датчике тока, выполненном по схеме трансформатора с низкой проходной емкостью между первичной и вторичной обмотками, содержащем расположенные вокруг стержня в полости общего цилиндрического экрана два кольцевых магнитопровода, на одном из которых
размещена вторичная обмотка, причем концы стержня соединены с противоположными торцевыми стенками экрана, а между магнитопроводами установлен внутренний экран, соединенный с общим экраном, решается тем, что первый магнитопровод установлен концентрично вокруг второго магнитопровода, на котором размещена вторичная обмотка, внутренний экран выполнен цилиндрическим и соединен с одной торцевой стенкой общего экрана, в боковой стенке общего цилиндрического экрана образована сквозная прорезь, параллельная его оси, а в торцевых стенках общего экрана выполнены сквозные радиальные прорези до внутреннего экрана, при этом все прорези согласованы по размерам и местоположению в единое целое.
Общий цилиндрический экран выполнен предпочтительно из металлического немагнитного материала в виде стакана с крышкой, на которой закреплен стержень.
Внутренний экран выполнен преимущественно из металлического немагнитного материала и гальванически соединен с торцевой стенкой общего экрана.
Первичная обмотка образована, как правило, проводом, расположенным в прорезях торцевых стенок между первым магнитопроводом и внутренним экраном и установленным параллельно оси общего экрана.
Первичная обмотка может быть образована высоковольтным проводом системы зажигания ДВС.
Вторичная обмотка, как правило, снабжена выводами с возможностью подключения измерительной аппаратуры.
Приведенная совокупность признаков в сравнении с известным уровнем техники позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения условию «новизна». В то же время, заявляемое техническое решение применимо в промышленности, в частности, для электрических измерений, поэтому оно соответствует условию «промышленная применимость».
Полезная модель поясняется следующими чертежами: на фиг.1 показан внешний вид датчика тока в аксонометрии; на фиг.2 изображен датчик тока в поперечном разрезе; на фиг.3, 4 приведена часть общего цилиндрического экрана - крышка со стержнем: на фиг.3 - осевой вид, на фиг.4 - вид сбоку.
Датчик тока выполнен по схеме трансформатора с низкой проходной емкостью между первичной и вторичной обмотками. Датчик содержит два
кольцевых магнитопровода 1, 2, расположенных вокруг стержня 3 в полости общего цилиндрического экрана 4, причем концы стержня 3 соединены с противоположными торцевыми стенками 5, 6 экрана 4. Первый магнитопровод 1 установлен концентрично вокруг второго магнитопровода 2, на котором размещена вторичная обмотка 7. Между магнитопроводами 1, 2 установлен внутренний экран 8, соединенный с общим экраном 4. Внутренний экран 8 выполнен цилиндрическим, преимущественно из металлического немагнитного материала, и соединен с одной торцевой стенкой 5 общего экрана 4, как правило, гальванически. В боковой стенке 9 общего цилиндрического экрана образована сквозная прорезь 10, параллельная его оси, а в торцевых стенках 5, 6 общего экрана 4 выполнены сквозные радиальные прорези 11, 12 до внутреннего экрана 8, при этом все прорези 10, 11, 12 согласованы по размерам и местоположению в единое целое.
Общий цилиндрический экран 4 выполнен предпочтительно из металлического немагнитного материала в виде стакана с крышкой 13, на которой закреплен стержень 3.
Первичная обмотка 14 образована проводом, расположенным, как правило, в прорезях 11, 12 торцевых стенок 5, 6 между первым магнитопроводом 1 и внутренним экраном 8 и установленным параллельно оси общего экрана 4. Первичная обмотка 14 может быть образована, например, высоковольтным проводом системы зажигания ДВС. Вторичная обмотка 7 использована как измерительная и снабжена выводами 15 с возможностью подключения соответствующей аппаратуры 16.
Для изучения электрических процессов, происходящих в проводе, например, в высоковольтном проводе системы зажигания ДВС с соответствующим коэффициентом трансформации, этот провод располагают в датчике, установив его в прорезях 11, 12 торцевых стенок. При прохождении тока по исследуемому проводу (первичной обмотке 14) во вторичной обмотке 7 наводится ЭДС, максимально приближенная к форме высокочастотных составляющих первичного сигнала, поскольку максимально снижена проходная емкость между обмотками за счет образования трансформаторной связи посредством короткозамкнутого витка, образованного стержнем 3 и общим цилиндрическим экраном.