Способ измерения мгновенного значения тока

ОПИСАН ИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

284I6I

СОЮЗ COBBTCKHX

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Кл. 21е, 36/01

Заявлено 20,1.1969 (№ 1297941/18-10) с присоединением заявки ¹

Приоритет

МПК G 01г 21/06

УДК 621.317.725.082.72 (088,8) Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Опубликовано 14.Х.1970. Бюллетень № 32

Дата опубликования описания 8.1.1971

1 с

А. А. Бокринская и В. С. Вунтесмери1

Авторы изобретения

Киевский ордена Ленина политехнический ифФйтут

Заявитель

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ МГНОВЕННОГО ЗНАЧЕНИЯ ТОКА

Данное изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения токов различной формы в широком диапазоне частот с амплитудой от единиц до тысяч ампер в цепях, находящихся под высоким потенциалом.

Известен способ измерения мгновенного значения тока в цепях, находящихся под высоким потенциалом, с помощью трансформатора тока и осциллографа.

Недостатком этого способа является то, что трансформатор тока существенно искажает форму импульса, особенно в широком спектре частот, что ухудшает точность измерения.

Целью настоящего изобретения является увеличение быстродействия и точности измерения.

Это достигается тем, что в магнитное поле измеряемого и постоянного тока помещают ферритовый элемент, выведенный из режима ферромагнитного резонанса, а затем изменяют постоянный ток, снова возвращают ферритовый элемент в режим ферромагнитного резонанса в требуемый момент времени и по величине постоянного тока судят о мгновенном значении тока (в требуемый момент времени), На фиг. 1 показана резонансная кривая ферритового элемента на выходе СВЧ детектора при изменении магнитного поля; на фиг.

2 — сигнал на выходе детектора, когда на ферритовый элемент в режиме ферромагнитного резонанса воздействуют магнитным полем измеряемого тока; на фиг. 3 — то же, когда на ферритовый элемент воздействуют дополнительно магнитным полем постоянного тока; на фиг. 4 — сигнал на выходе детектора при измерении максимального значения измеряемого тока.

10 При измерении тока помещают ферритовый элемент, например, сферической формы. в волновод, в котором распространяется энергия СВЧ частоты Рс (л гц). Воздействуют на ферритовый элемент постоянным полем Н>.

При этом поступает режим ферромагнитного резонанса, ферритовый элемент поглощает часть мощности СВЧ и на выходе волновода мощность уменьшается, Магнитное поле устанавливают по минимуму выходной мощности, 20 это фиксируется весьма четко, так как ширина резонансной кривой ферритового элемент» (2Л Н,) выбирается достаточно узкой, например, единицы эрстед (фиг. 1).

Воздействуют магнитным полем измеряемо25 го тока на ферритовый элемент таким образом, чтобы магнитное поле, созданное измеряемым током (6,), пр,.утекающим по обмотке, было параллельно полю Н<. В этом случае ферромагнитный резонанс будет поступать

30 только в те моменты времени, когда измеря284161

t„=A t+nT, Л H(t) =К; i (t), 10

i(t) = — У = — К1, К емый ток равен нулю. В другие моменты времени будет положительная или отрицательная расстройка от резонанса в зависимости от измеряемого тока (фиг. 2) .

Расстройка по магнитному полю равна: где

ЛH(t) — разность между суммарным значением напряженности магнитного поля и его резонансным значением в а .и, (t) — мгновенное значение измеряемого тока в а, К; — коэффициент пропорциональности между измеряемым током и магнитным полем, созданным этим током.

Чтобы измерить ток в любой другой момент времени, воздействуют на ферритовый элемент магнитным полем постоянного тока таким образом, чтобы магнитное поле, создаваемое постоянным током (Н„) протекающим по отдельной обмотке, было параллельно полю Н,.

При этом расстройка от резонанса

Л H(t) =Х(; i(t)+f(yi, где

1 — постоянный ток в а, К вЂ” коэффициент пропорциональности между постоянным током и магнитным полем, созданным этим током.

Резонанс наступает только тогда, когда расстройка равна «О», следовательно:

К; .i(t)+A I=0 где

К вЂ” постоянный конструктивный коэффициент.

Изменяют величину постоянного тока (1 ) таким образом, чтобы резонанс поступал в момент времени 1„(фиг. 3) где

Л t — время от некоторого фиксированного момента времени до момента времени, в который необходимо измерить ток, Т вЂ” период измеряемого тока, п — О, 1, 2

Этот момент времени задается с помощью стробирующих импульсов, синхронизируемых измеряемым током или каким-либо общим источником синхронизации.

Ток I изменяют до такой величины, чтобы резонансный импульс, полученный с выхода волновода, совпадал по времени с импульсом строба. Это совпадение выполняется весьма точно, так как длительность импульсов строба выбирается достаточно малой, например, доли микросекунд (фиг. 3) .

Измеряют постоянный ток с помощью любого измерителя с достаточно высоким классом точности и по его величине судят о значении тока в заданный момент времени.

К достоинствам способа относится также отсутствие гальванической связи между измеряемой цепью и прибором, что позволяет измерять токи при весьма высоких потенциалах цепи.

Предмет изобретения

Способ измерения мгновенного значения тока путем сравнения с постоянным током, отлачаюи1ийся тем, что, с целью увеличения быстродействия и точности измерения, ферритовый элемент выводят из режима ферромагнитного резонанса, помещая его в магнитное поле измеряемого постоянного тока, возвращают его в режим феррорезонанса, изменяя постоянный ток, и по величине постоянного тока судят о мгновенном значении измеряемого параметра.

284161

Фиг. l

9 иг.З

Редактор В. 3. Хейфиц

Типография, пр. Сапунова, 2

Pmux

Составитель Н, М. Киселева

Техред Л. Я, Левина Корректор В. И. Жолудева

Заказ 3707/18 Тираж 480 Подписпос

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Созете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5