Способ измерения больших токов

Союз Советскии

Социалистические

Республик

t ai>91

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное It авт. свид-ву (22) Заявлено 03.09.80 (21) 2976735/18-21 (5l)N. Кл.

G 01 R 19/00 с присоединением заявки № " (23) Приоритет

Гоеударотеанный коиитет

СССР

II0 делам иэобретеннй и открытий (53) УДЙ621. 317..7(088.8) Опубликовано07.04,82: Бюллетень ¹ 13

Дата опубликования опнсани4 07. 04. 82 (72) Авторы изобретения

И.Н.Сапранков и Х.Ходжанепес

Физико-технический институт АН Тур (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ БОЛЬ@ИХ ТОКОВ

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для использования при реализации бесконтактного контроля постоянных токов значительной величины.

Известен способ измерения больших токов, предусматривающий концентрацию магнитного поля с помощью магнитопровода, охватывающего проводник с контролируемым током, фиксацию тангенци-. альной составляющей напряженности магнитного поля в одном или нескольких зазорах магнитопровода и определение по зафиксированным значениям тангенциальной составляющей контурного магнитного потенциала (интеграла напряженности магнитного поля), отображающего величину контролируемого тока j1j .

Известный способ не требует использования большого количества иэмери20 тельных преобразователей, однако ха- рактеризуется низкой точностью измерения вследствие возможного насыщения магнитопровода при широком динамическом диапазоне контролируемого тока.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является способ измерения больших токов, заключающийся в одновременнойфиксации тан .енциальной составляющей напряженности магнитного поля в и-точ" ках замкнутого контура, охватывающего токопровод с контролируемым током, и определении по зафиксирован" ным значениям тангенциальной составляющей контурного магнитного потенциала 12 1.

При практической реализации указанного спосо4а количество точек фиксации тангенциальной составляющей магнитного поля не может быть выбрано. значительным, поскольку в данном случае увеличение точек фиксации сопря.жено с существенным ростом количества измерительной аппаратуры. В связи с этим достоверное определение интеграла напряженности магнитного поля

918865 является затруднительным, что обусловливает заметные погрешности в результатах измерения.

Цель изобретения — повышение точности измерения больших токов при ми5 нимально необходимом количестве измерительной аппаратуры.

Поставленная цель достигается тем, что оогласно способу измерения больших токов, основанному на фиксации тангенциальной составляющей напряженности магнитного поля в и-точках замкнутого контура, охватывающего токопровор с контролируемым током, и определений по зафиксированным значениям тангенциальной составляющей контурного магнитного потенциала, и-точечную фиксацию тангенциальной составляющей напряженности магнитного поля осуществляют последовательно во времени и одновременно с фиксацией напряженности магнитного поля в (и+1)-й. неизменной точке пространства, а контурный магнитный потенциал определяют с учетом относительных приращений тангенциальной составляющей за время перехода от точки к точке, которые оценивают по соответствующим приращениям нап яженности магнитного поля в (n+1)-й точке пространства.

Зо

В случае измерения постоянного тока стабильной амплитуды высокая точность может быть достигнута при использовании одного измерителя тангенциальной составляющей напряженности магнитного поля, перемещаемого по замкнутому контуру „, и арифметического блока, производящего операцию суммирования зафиксированных значении. Нетрудно убедиться, что при

40 и результат суммирования отображает контролируемый ток „(й;) Й -3

Ф 1о f" (i) a 5 4 И <1 - =, 45 где Нд- постоянный коэффициент;

Г„(Я ) - функция, учитывающая распределение тангенциальной составляющей напряженности магнитного поля в точках, располо женных по замкнутому контуру h.2I — элементарный отрезок контура дОднако, серьезным препятствием для >5 практического применения подобного режима проведения измерений явля- тся требование в отношении обеспечения высокой стабильности контролируемого тока в процессе измерения, которое в практике измерения больших токов не может быть обеспечено, Это требование снимается при использовании предложенного способа.за счет проведения двух групп совместных измерений.

Одна группа измерений осуществляется последовательно во времени и в различных точках замкнутого контура.

Яругая же группа измерений проводится одновременно (синхронно) с первой группой измерений, но в одной (неизменной) точке пространства.

Это позволяет скомпенсировать погрешность, которая могла бы иметь место за счет нестабильности контропируемого

TO! i .

На чертеже показано устройство для реализации предлагаемого способа.

Устройство состоит из токопровода произвольного профиля и охватываю1цей токопровод замкнутой направляюI щей 2. Измеритель 3 тангенциальной составляющей напряженности магнитного поля передвигается по направляющей 2 при помощи каретки 4, фиксируемой на время измерения в реперных точках 4,нанесенных на равных расстояниях одна относительно другой. На каретке 4 размещается блок 6 синхронизации измерителя 3 и неподвижно закрепленного измерителя 7 напряженности магнитного поля. Измеритель 3 подключен к сигнальному входу преобразователя 8 аналог - число импульсов.

Выход измерителя 7 подсоединен ко вхо> ду управления коэффициентом преобразования преобразователя 8.

На выходе преобразователя 8 установлен суммирующий счетчик 9 импульсов, поступающих с преобразователя 8 за время обхода измерителем 3 всех реперных точек 5 направляющей 2. К выходу счетчика 9 подключен регистрирующий прибор 10. Стационарный (подлежащий калибровке и поверке) измеритель 11 тока представлен группой выносных первичных преобразователей 12 и

13 напряженности магнитного поля, выходы которых подключены посредством преобразователя 14 к регистрирующему прибору 15. Измеритель 1! во время поверки также синхронизируется посред ством блока 6 синхронизации.

В исходный момент времени 4 при нахождении магнитного поля в положении, совпадающем с одной (исходной) реперной точкой, осуществляется перS 91886 6 вое измерение тангенциальной состав- за полный оборот каретки 4, можно ляющей. Одновременно (за счет синхро- записать выоажение и ниэации, осуществляемой блоком 6) gZ - Qi - g (,.,,f (t ) f (p.) фиксируется уровень выходного сигнала иемерителя 7, дяя которого иормируетоя1 тЯ K Ho fn(li) ту (i: ) aQ — g ° 3a г (тт1.1е« коэффициент передачи К = К4, измерительного тракта (измеритель 3 - пре" l=. g " jo 5. () образователь 8), и регистрируются Та ким образом, показание ре ги стри- показания поверяемого стационарного рующего прибора 10 оказывается пропоризмерителя 11.

1О циональным мгновенному значению изме.ряемого тока Л в момент времени t .

Пусть Контролируемый ток J. я в л я еeтT- - . . (П1р еeд лоolжl«еeнHнHы е e.способ и устройство ся функцией времени в сост ветст вии могут быть использованы в качестве с выражением образцового средства для поверки и

=4 3().

Л = f t юстировки стационарных измеритеЛей больших токов. Сравнивая показание

Тогда для количества N«импульсов, регистрирующего прибора 15, зафиксипоступивших с выхода преобразователя рованное в момент t{ с показанием

8 на счетчик 9 в момент времени t«, регистрирующего прибора 10 можно высправедливо соотношение явить погрешность стационарного измеФ рителя и скорректировать ее до миниN =K Н f t ° г

a о -э(1) н(«) мального значения, например, эа счет

Далее измеритель 3 с помощью меха- подстройки коэффициента передачи ниэма перемещения каретки 4 передвига- преобразователя 14. етсл вдоль направляющей 2 до совпаде- Формула изобретения ния со второй реперной точкой. В этом Способ измерения больших токов, положении производится второе иэмере- основанный на фиксации тангенциаль.ние тангенциальной составляющей напря- ной составляющей напряжения магнитноженности магнитного поля. Количество го поля в п-To÷êàõ замкнутого контура, Ng импульсов, поступающих в данный охватывающего токопровод с контроли30 момент вРемени с выхода преобраэовате- Руемым током, и определении по эафиклЯ 8 на вход счетчика 9 соответствУет сированным значениям тангенциальной ц -1 1Ы- («),11 г «- .-г г f. . составляющей контурного магнитного у7 -Э С2 потенциала, о т л и ч а ю щ и " c я

В DToH выРажении член КфЧ f (t«)/ 35 тем, что, с целью повышения точности, /Ч -"a(1 ) отражает тот факт, что ко- и-точечную фиксацию тангенциальной эффициент передачи преобразователя 8 составляющей напряженности магнитного изменЯетсЯ пРопорЦионально отношению поля осуществляют последовательно выходного напРяжения Vg измерителя 7 во времени и одновременно с фиксаВ пеРвоначальный момент вРемени й4 . 4О цией . напряженности магнитного поля к выходному напряжению преобразовате- в (и+1)-й неизменной точке пространля Vy в момент времени t2. ства, а контурный магнитный потенциал определяют с учетом относительЗатем аналогичные измерения прово- ных приращений тангенциальной составдятся во всех остальных реперных точ- 43 ляащей эа время перехода от точки ках направляющей 2. Количество V им- к точке, которые оценивают по соот- пульсов, поступающих на счетчик 9 в ветствующим приращениям напряженносмомент измерения тангенциальной.сос- ти магнитного поля в (и+1)-й точке тавляющей напряженности магнитного пространства. .поля в i реперной точке-, может быть Источники информации, определено как принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

4 228779, кл. С 01 Е 19/00, 1964.

Для суммарного количества N всех 2 Авторское свидетельство СССР импульсов, фиксируемых счетчиком 9 55>И 474753, кл. G 01 R 19/00, 1973.

918865

Составитель Л. Морозов

Техредй. Гергель Корректор Л. Ференц

Редактор А. Козориэ

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 2131/28 Тираж 719 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытии

113035,, Москва, М-35, Раушская наб., д. 4/5