Датчик тока

Полезная модель относится к электротехнике, а именно к датчикам силового тока. Датчик тока содержит резистивный элемент, усилитель, и гальваническую развязку, включающую в себя аналого-цифровой преобразователь, разделяющий трансформатор, цифро-аналоговый преобразователь, трансформатор питания. Раскрывается взаимосвязь передачи сигнала от резистивного элемента до выхода через гальваническую развязку, которая обеспечивается изоляцией между обмотками разделяющего трансформатора и трансформатора питания. Благодаря наличию трансформаторной гальванической развязки достигается возможность измерения силы тока в цепи высокого напряжения с помощью электронных компонентов, рассчитанных на низкое напряжение без опасности их повреждения высоким напряжением. 1 п. ф-лы, 1 фиг. черт.

Полезная модель относится к электроизмерительному оборудованию, а именно к преобразователям силового тока, как постоянного, так и переменного тока.

Датчики тока, основанные на преобразовании измеряемого тока в другую электрическую величину посредством резистивного элемента, известны из следующих источников: серийно выпускаемые токовые шунты, например типа 75ШСММ3 или 150ШСММ3, производимые ООО «ШиП», г.Краснодар (информация с сайта из сети Интернет, адрес www.shunts.narod.ru), или датчик тока, применяемый совместно с внешним резистивным элементом, например типа МАХ471 или МАХ472, выпускаемые американской фирмой MAXIM-Dallas (информация с сайта из сети Интернет, адрес www.platan.ru/pdf/1dist/maxim/MAX471_M.PDF).

Наиболее близким по технической сущности к патентуемому датчику тока следует считать датчик тока МАХ471, выпускаемый американской фирмой MAXIM-Dallas.

Этот датчик тока содержит внешний резистивный элемент, линейный усилитель, и стабилизированный блок питания.

При протекании тока через резистивный элемент напряжение на нем изменяется пропорционально величине тока, усиливается линейным усилителем, и с помощью измерительного оборудования, например, вольтметра, можно измерить величину тока.

Недостатком известного датчика тока является невозможным измерение силы тока резистивным элементом в цепи с высоким напряжением электронными компонентами, рассчитанных на низкое напряжение, ввиду возможного их повреждения высоким напряжением.

Полезной моделью решается задача создания датчика тока, позволяющего измерять ток в цепи высокого напряжения резистивным элементом с помощью электронных компонентов, рассчитанных на низкое напряжение без опасности их повреждения.

Технический результат, который достигается полезной моделью, состоит в появлении возможности измерения тока высокого напряжения резистивным элементом с помощью электронных компонентов, рассчитанных на низкое напряжение.

Это достигается тем, что в известный датчик тока дополнительно вводится гальваническая развязка, включающая в себя аналого-цифровой преобразователь, разделяющий трансформатор, цифро-аналоговый преобразователь, трансформатором питания. Выход резистивного элемента соединен с усилителем, его выход - с аналого-цифровым преобразователем, выход преобразователя - с первичной обмоткой разделяющего трансформатора, служащего гальванической развязкой по каналу сигнала, вторичная обмотка разделяющего трансформатора соединена с цифро-аналоговым преобразователем. Цепь преобразования сигнала в цифровую форму и обратно введена для передачи информации через трансформатор с минимальными искажениями исходного сигнала. Усилитель и аналого-цифровой преобразователь получают электроэнергию через трансформатор питания, который служит гальванической развязкой по каналу питания. Разделяющий трансформатор и трансформатор питания должны иметь изоляцию между обмотками, рассчитанную на полное напряжение между цепью с измеряемым током и цепями электронных компонентов, которые производят измерение.

Введением трансформаторной гальванической развязки позволило полностью разделить цепь с измеряемым током и выводы питания и измерения. При указанных соединениях на выходе цифро-аналогового преобразователя можно будет получить сигнал, пропорциональный измеряемому току с высокой точностью.

Полезная модель поясняется чертежом, где на фигуре изображена блок-схема патентуемого датчика тока.

Датчик тока содержит резистивный элемент 1, усилитель 2, аналого-цифровой преобразователь 3, разделяющий трансформатор 4, цифро-аналоговый преобразователь 5, блок питания 6, трансформатор питания 7.

Датчик тока работает следующим образом. При протекании измеряемого тока через резистивный элемент 1 на его выводах появляется напряжение, пропорциональное измеряемому току. Напряжение усиливается усилителем 2, и подается на аналого-цифровой преобразователь 3. В аналого-цифровом преобразователе 3 усиленное напряжение, пропорциональное измеряемому току, преобразовывается в цифровую последовательность, которая подается на первичную обмотку разделяющего трансформатора 4. Изоляция между обмотками разделяющего трансформатора 4 обеспечивает гальваническую развязку по каналу сигнала. С вторичной обмотки разделяющего трансформатора 4 цифровая последовательность поступает на цифро-аналоговый преобразователь 5, на выходе которого появляется сигнал, пропорциональный измеряемому току, который можно измерить стандартными средствами измерения. Питание усилителя 2 и аналого-цифрового преобразователя 3, осуществляется от блока питания 6 через трансформатор питания 7. Изоляция между обмотками трансформатора питания обеспечивает гальваническую развязку по каналу питания.

Таким образом, создан датчик тока с возможностью измерения тока высокого напряжения резистивным элементом с помощью электронных компонентов, рассчитанных на низкое напряжение, что расширяет сферу применения датчика тока на резистивном элементе.

Датчик тока, содержащий резистивный элемент, усилитель и блок питания, отличающийся тем, что между резистивным элементом и выходом датчика установлена трансформаторная гальваническая развязка с передачей через нее сигнала измеряемого тока в цифровой форме и энергии питания от внешних источников.