ИЗМЕРИТЕЛЬ ТОКА

Полезная модель относится к измерительной технике, в частности, к измерению токов с использованием эффекта Холла.
Известен измеритель тока, содержащий датчик тока в виде резистивного шунта, включенного последовательно с цепью, по которой протекает измеряемый ток, и измерительную схему, подключенную к резистивному шунту (Интегральный измеритель тока (микросхема) МАХ471 компании Maxim-Dallas. Журнал «Электронные компоненты», №9, 2005 г., стр.59-63).
Недостатком данного измерителя является гальваническая связь датчика тока и измерительной схемы с цепью, по которой протекает измеряемый ток, а так же относительно большая мощность, рассеиваемая на резистивном шунте.
Указанные недостатки отсутствуют в выбранном в качестве прототипа датчике тока с выходом по напряжению, содержащем немагнитный корпус, в котором расположен элемент Холла, усилитель, подключенный к элементу Холла, магнитопровод, имеющий зазор, в котором установлен элемент Холла, и охватывающий провод с измеряемым током (Измеритель типа CSLACD с микросхемой SS94A1 фирмы Honeywell http://www.compel.ru/images/catalog/334/CSLA2CD/htm.). Корпус измерителя имеет круглое входное отверстие, в которое вводится проводник с измеряемым током и которое охвачено магнитопроводом кольцевой формы. Выходное напряжение этого датчика прямо пропорционально измеряемому току. Нулевое значение тока соответствует половинной величине напряжения питания.
Недостатком данного устройства является то, что для ввода во входное отверстие измерителя тока проводника, по которому протекает измеряемый ток, необходимо его отсоединять от источника питания, что бывает недопустимо для некоторых агрегатов и сложных систем.
Другим недостатком данного устройства является его одноканальность, что не позволяет одновременно контролировать несколько электрических цепей.
Ожидаемый технический результат полезной модели заключается в расширении функциональных возможностей измерителя тока за счет увеличения числа измерительных каналов устройства и упрощения ввода в измеритель токов проводов с измеряемыми токами.
Поставленная задача решается тем, что в измеритель токов, содержащий немагнитный корпус, в котором расположен элемент Холла, усилитель, подключенный входом к элементу Холла, магнитопровод, имеющий зазор, в котором установлен элемент Холла, и охватывающий провод с измеряемым током, блок питания, подключенный к усилителю и элементу Холла, причем выход усилителя подключен к индикатору, отличающийся тем, что в него введены немагнитная перемычка, n-1 элементов Холла, где n - число измерительных каналов, n-1 магнитопроводов для размещения n-1 проводников с измеряемыми токами, в зазоры которых установлены соответствующие элементы Холла, n-1 усилителей, подключенных входами к соответствующим элементам Холла, n-1 индикаторов, подключенных к выходам соответствующих усилителей, причем каждый i-ый магнитопровод, где i=1…n, имеет съемную i-ую часть, каждая из которых встроена в немагнитную перемычку, которая при установке на корпус замыкает все магнитопроводы, соответствующими съемными частями магнитопроводов, блок питания подключен ко всем усилителям и элементам Холла.
На чертеже для примера приведена функциональная схема 3-х канального измерителя токов.
Измеритель токов содержит немагнитный корпус 1, в котором расположены элементы Холла 2.1-2.3, усилители 3.1-3.3, подключенные входами к соответствующим элементам Холла 2.1-2.3, магнитопроводы 4.1-4.3, имеющие зазоры 5.1-5.3, в которые встроены элементы Холла 2.1-2.3, и охватывающие провода 6.1-6.3 с измеряемыми токами. Каждый магнитопровод 4.1-4.3 имеет съемную часть 7.1-7.3, каждая из которых встроена в немагнитную перемычку 8, которая при установке на корпус 1 замыкает все магнитопроводы 4.1-4.3, соответствующими съемными частями магнитопроводов 7.1-7.3. Блок питания 9 подключен к элементам Холла 2.1-2.3 и к усилителям 3.1-3.3. Выходы усилителей 3.1-3.3 подключены к индикаторам 10.1-10.3. Немагнитная перемычка 8 при установке на корпус 1 фиксируется на нем двумя винтами 11.1-11.2, что обеспечивает точное расположение съемных частей магнитопроводов 7.1-7.3 на соответствующих магнитопроводах 4.1-4.3, установленных в корпусе 1.
Для измерения токов в проводниках 6.1-6.3, последние укладываются в пазы корпуса 1, образованные магнитопроводами 4.1-4.3, затем на корпус 1 устанавливается и фиксируется винтами 11.1, 11.2 перемычка 8, которая съемными частями магнитопроводов 7.1-7-3 замыкает магнитопроводы 4.1-4.3, охватывая проводники 6.1-6.3.
При отсутствии тока в проводниках 6.1-6.3 на элементы Холла 2.1-2.3 не воздействует магнитное поле, поэтому на выходах усилителей 3.1-3.3 присутствуют исходные напряжения смещения, равные половине напряжения питания U1=U2=U3=E/2. При наличии постоянных токов в проводниках 6.1-6.3 вокруг них создаются постоянные магнитные поля, которые концентрируются соответствующими магнитопроводами 4.1-4.3, 7.1-7.3 в зазорах 5.1-5.3, и воздействуют и на соответствующие элементы Холла 2.1-2-3. На выходах усилителей 3.1-3.3 появляются приращения сигналов ΔU1-ΔU3, прямо пропорциональные величинам магнитных полей и измеряемым токам в проводниках 6.1-6.3. В зависимости от направлений, в которых протекают измеряемые токи, приращения напряжений ΔU1-ΔU3 либо складываются, либо вычитаются с постоянными смещениями U1-U3, которые индицируются соответствующими вольтметрами.
Увеличение числа измерительных каналов устройства и облегчение ввода в измеритель тока проводов с измеряемыми токами позволяет повысить эффективность измерений на испытательных стендах и электрических агрегатах.