Бесконтактный изолированный датчик тока

Полезная модель относится к области электротехники и может быть использована для измерения величины тока.
Бесконтактный изолированный датчик тока состоит из токопроводящей силовой шины, имеющей поперечное сечение формы равнобедренной трапеции с радиусными вырезами в верхних частях боковых сторон, установленной на ней через изоляционный материал платы с чувствительным элементом Холла и корпуса, защищающего плату от внешних воздействий.
Известен датчик тока [1] на основе эффекта Холла. Изолированный датчик тока, содержащий чувствительный элемент с магнитопроводом. В качестве чувствительного элемента используется одноосевой интегральный датчик тока. Магнитопровод пластинчатого типа установлен над токопроводящей шиной в корпусе, крепящемся непосредственно к токопроводящей шине с помощью резьбового крепежного элемента.
Недостатками известного технического решения являются необходимость точного крепления корпуса датчика на токопроводящей шине, необходимость калибровки датчика при каждой его установке на шину. Наличие магнитопровода увеличивает массогабаритные показатели устройства.
Наиболее близким решением является конструктивное решение датчика тока открытого типа, состоящего из закрепленного на плоской шине чувствительного элемента, в качестве которого используется линейный датчик Холла, и магнитопровода кольцевого типа, который конструктивно устанавливается таким образом, чтобы он охватывал токопроводящую шину [2]. Датчик тока имеет аналоговый выход, напряжение на котором прямо пропорционально величине тока, протекающего через токопроводящий элемент.
Недостатками данного решения являются низкая точность, а также (как в предыдущем решении) необходимость его калибровки и наличие магнитного концентратора.
Задачей предлагаемого решения является бесконтактное измерение токов со снижением массогабаритных показателей датчика.
Техническим результатом является снижение массогабаритных показателей.
Указанный технический результат достигается тем, что в предлагаемом решении шина имеет поперечное сечение формы равнобедренной трапеции с радиусными вырезами в верхних частях боковых сторон, благодаря чему требуемый уровень магнитного потока без применения магнитного концентратора сосредотачивается в верхней части шины, где закреплен чувствительный элемент Холла.
На Фиг. 1 представлен заявляемый бесконтактный изолированный датчик тока, состоящий из токопроводящей силовой шины 1, имеющей поперечное сечение формы равнобедренной трапеции с радиусными вырезами в верхних частях боковых сторон, и закрепленной на ней через изоляционный материал 4 печатной платы 2 с чувствительным элементом Холла 3, корпуса 5.
Бесконтактный изолированный датчик тока работает следующим образом. При протекании тока по шине 1 вокруг нее образуется магнитный поток. Благодаря ее форме поток концентрируется у стороны с меньшим срезом.
Установленный на плате 2 и закрепленный на шине 1 через изоляционный материал 4 на фиксированном расстоянии от шины 1 датчик Холла 3 преобразует полученный магнитный поток в электрические сигналы, которые с помощью компонентов платы преобразуются до требуемых уровней. Для защиты от внешних воздействий бесконтактный изолированный датчик тока помещен в корпус 5.
Техническим преимуществом является снижение массогабаритных показателей за счет применения шины, имеющей поперечное сечение формы равнобедренной трапеции с радиусными вырезами в верхних частях боковых сторон, позволяющей выдавать требуемый уровень магнитного потока без применения магнитного концентратора.
Источники литературы
1. Патент RU 2531040 С1 Датчик тока изолированный / Завьялов В.М., Семыкина И.Ю., Григорьев А.В., Татаринов Д.Е., Мерзлякова Е.А. Опубликовано: 20.10.2014 Бюл. №29.
2. Попов А.  микросхема для создания любого датчика тока / А. Попов, С. Попов // Новости электроники. - 2015. - №7. - С. 28-32.