УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТОКА

Предложение относится к области электротехники и может использоваться в преобразовательной технике.
Широко известные устройства |1, 2, 3| для измерения тока в цепи источник-нагрузка, содержащее датчик тока, сквозь кольцевой сердечник которого проходит провод силовой цепи, а к входу датчика подключен блок питания и к выходу принимающий прибор. Недостаток устройства состоит в относительно больших габаритах и ограниченных функциональных возможностях, что вызвано тем, что датчик тока должен иметь номинал равный максимальному току нагрузки или превышать его.
Целью предложения является расширение функциональных возможностей, снижение массы и габаритов.
Поставленная цель достигается за счет того, что параллельно проводу с надетым датчиком включен второй провод.
Дополнительно достижению цели способствует то, что на оба проводника одет общий магнитопровод.
На чертежах - фиг.1, 2 представлены схемы устройства для измерения тока соответственно к пунктам формулы. Источник 1 питания электрическим током связан с нагрузкой 2 проводниками 3 и 4. При этом на проводе 4 расположен датчик 5 тока. Датчик 5 выполнен по компенсационной схеме (например, по схеме /1,2, 3/) с датчиком Холла или в виде так называемого трансформатора постоянного тока и т.п. К датчику 5 подключен блок 6 питания, а его выход соединен с принимающим прибором 7(резистор, измеритель, усилитель или регулятор). Параллельно проводу 4 на любой части его, в обход датчика 5 подключается второй провод 8. На фиг.2 на оба провода 4 и 8 надет общий кольцевой магнитопровод 9, причем число витков проводов 4 и 8 на может быть больше одного.
Устройства работают следующим образом. От источника 1 к нагрузке протекает ток по проводникам 3, 4, 8. Величина этого тока подлежит измерению. Датчик 5 измеряет часть тока нагрузки, которая протекает по проводу 4 и этот сигнал передается к принимающему прибору 7. По дополнительному проводу 8 протекает вторая часть тока нагрузки. При этом токи по проводам 4 и 8 распределяются обратно пропорционально сопротивлению проводов или пропорционально их сечениям (в случае равенства длин). При равенстве сечений и длин проводов 8 и 4 токи распределяются поровну и поэтому к прибору 7 приходит меньший в два раза сигнал, что может быть учтено умножением на коэффициент пересчета (=2). Главное требование при таком выполнении схемы - создание надежного контакта в местах соединения проводников 4 и 8, что легко достижимо. Как показали испытания до частот порядка 1000 Гц погрешность - незначительна. На фиг.2 провода 4 и 9, будучи изолированы друг от друга, намотаны на общем сердечнике 10 и являются обмотками трансформатора или реактора, который необходим в схеме. Т.к. сопротивления проводов вследствие большой длины и наличия магнитопровода значительны, отличия в величинах сопротивлений относительно очень малы, и этим обеспечивается очень большая точность.
Таким образом, для измерения большого тока может быть использован датчик тока с меньшим номинальным током (в 2 и более раз), что уменьшает габариты, вес, расширяет диапазон линейки стандартных датчиков тока.
Источники информации:
1. www.contractelectronicf.ru, рис.1.
2. www.electronchik.ru, рис.1.
3. Диоды и тиристоры в преобразовательных установках. М., Энергоатомиздат. 1992., стр.248, рис.6.5.