Патент на изобретение №2377579

(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ТОКА

(57) Реферат:

Изобретение относится к энергетике, а именно к измерительной технике. Способ измерения тока с помощью геркона, расположенного вблизи проводника, заключается в том, что измеряют время t₁ между моментами замыкания и размыкания контактов геркона и определяют амплитуду I_m расчетным путем. При этом дополнительно располагают n-1 герконов вблизи проводника так, чтобы i-й геркон замыкал контакты при токе I_i в проводнике и выполнялось условие I_ii+1, где I=1, 2, n. Подсчитывают число k сработавших герконов и приблизительно определяют кратность K’ тока в проводнике к току I_i срабатывания первого геркона, подставляя токи срабатывания первого, k-го и k+1-го герконов в формулу: , где

I_k и (I_k+1) – ток срабатывания k-го и (k+1-го) геркона. Находят при К=К’ по зависимости t_CP=f(K) собственного времени срабатывания (замыкания контактов) первого геркона от кратности тока в проводнике к току срабатывания первого геркона и вычисляют точное значение амплитуды I_m. Технико-экономическая эффективность достигается за счет более точного измерения тока и мощности в измерительных комплексах при передаче электроэнергии. Технический результат изобретения – повышение точности измерения тока. 3 ил.

Изобретение относится к энергетике, а именно к измерительной технике.

Известен способ измерения тока в проводнике путем фиксации напряжения на выходе датчика Холла, установленного вблизи проводника, при котором по напряжению определяют величину магнитной индукции, создавшей его, а по последней – величину тока в проводнике (Хомерике O.K. Полупроводниковые преобразователи магнитного поля. М.: Энергоатомиздат, 1986, с.136).

Однако величина получаемого напряжения незначительна и зависит от температуры, что требует дополнительного усиления сигнала и компенсации температурных погрешностей. В конечном итоге это ведет к снижению точности измерения.

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ (пат. KZ 16020А, G01R 19/30, от 15.07.2005) измерения тока с помощью геркона, расположенного вблизи проводника, при котором измеряют время t₁ моментами замыкания и размыкания контактов геркона и вычисляют точное значение амплитуды I_m по формуле:

где I₁,(I_РАЗМ) – ток в проводнике, при котором контакты геркона замыкаются (размыкаются), – угловая частота тока.

Недостатком способа, особенно при токах, близких к току I₁, срабатывания геркона, является малая точность, вызванная погрешностями измерения времени t₁ между моментами замыкания и размыкания контактов геркона, из-за неучета собственного времени его срабатывания.

Технический результат изобретения – повышение точности измерения тока. Технический результат достигается тем, что в способе измерения тока с помощью геркона, расположенного вблизи проводника, при котором измеряют время t₁ между моментами замыкания и размыкания контактов геркона и определяют амплитуду I_m расчетным путем, дополнительно располагают n-1 герконов вблизи проводника так, чтобы i-й геркон замыкал контакты при токе I_i в проводнике и выполнялось условие I_ii+1, где I=1, 2, n, подсчитывают число k сработавших герконов и приблизительно определяют кратность К’ тока в проводнике к току I_i срабатывания первого геркона, подставляя токи срабатывания первого, k-го и k+1-го герконов в формулу:

где I_k,(I_k+1) – ток срабатывания k-го (k+1-го) геркона, находят при К=К’ по зависимости t_CP=f(K) собственного времени срабатывания (замыкания контактов) первого геркона от кратности тока в проводнике к току срабатывания первого геркона и вычисляют точное значение амплитуды I_m по формуле:

где I₁,(I_РАЗМ) – ток в проводнике, при котором контакты первого геркона замыкаются (размыкаются), – угловая частота тока.

Способ поясняется чертежами, где:

– на фиг.1 приведен пример реализации способа;

– на фиг.2 – зависимость t_СР=f(K) собственного времени срабатывания первого геркона от кратности тока в проводнике к току срабатывания первого геркона;

– на фиг.3 – полупериод синусоиды измеряемого тока.

Герконы Г1, Г2Гn, расположенные вблизи проводника с током, подключены к блоку 1. Выход блока 1 через блок 2 соединен со входом блока 3. Первый вход блока 5 подключен к выходу блока 3, а его второй вход – к геркону Г1 через счетчик 4 времени. Выход блока 5 соединен с блоком 6 отображения информации.

Устанавливают n герконов (фиг.1) вблизи проводника так, чтобы каждый из них замыкал свои контакты при токе I_i, и ток I_i+1 срабатывания каждого последующего был больше предыдущего, то есть выполнялось условие I_ii+1, где i=1, 2, n. С помощью блока 1 определяется число k сработавших герконов. В блоке 2 по токам срабатывания I₁ первого, I_k последнего k-го сработавшего и I_k+1 k+1-го несработавшего герконов приблизительно находится кратность К’ тока в проводнике к току срабатывания первого геркона по формуле . В блоке 3 по зависимости t_CP=f(K) (фиг.2) времени срабатывания первого геркона от кратности тока в проводнике к току срабатывания первого геркона при К=К’ определяется . К блоку 5 подводится информация о токах I₁ срабатывания и I_РАЗМ размыкания, собственном времени срабатывания и времени t₁ (фиксируется счетчиком 4 времени) между моментами замыкания и размыкания контактов первого геркона, и рассчитывается амплитуда I_m измеряемого тока по формуле:

Полученные данные поступают на блок 6 отображения информации.

Амплитуда I_m (фиг.3) измеряемого тока определяется точнее, чем в способе, принятом за прототип, так как учитывается собственное время срабатывания геркона. Таким образом учитывается погрешность по времени при формировании сигналов в момент замыкания контактов геркона. Например, при пренебрежении собственным временем срабатывания первого геркона при токе I_m1,5I₁ в проводнике (=3,8 мс) погрешность может достигать 68,4°, а при амплитуде I_m10I₁(=0,6 мс) – 10,8°.

Технико-экономическая эффективность достигается за счет более точного измерения тока и мощности в измерительных комплексах при передаче электроэнергии.

Формула изобретения

Способ измерения тока с помощью геркона, расположенного вблизи проводника, при котором измеряют время t₁ между моментами замыкания и размыкания контактов геркона и определяют амплитуду I_m расчетным путем, отличающийся тем, что дополнительно располагают n-1 герконов вблизи проводника так, чтобы i-ый геркон замыкал контакты при токе I_i в проводнике и выполнялось условие I_ii+1, где I=1, 2, n, подсчитывают число k сработавших герконов и приблизительно определяют кратность К’ тока в проводнике к току I_i срабатывания первого геркона, подставляя токи срабатывания первого, k-го и k+1-го герконов в формулу:
,
где I_k, (I_k+1) – ток срабатывания k-го и (k+1-го) герконов, находят при К=К’ по зависимости t_CP=f(K) собственного времени срабатывания (замыкания контактов) первого геркона от кратности тока в проводнике к току срабатывания первого геркона, и вычисляют точное значение амплитуды I_m по формуле:
.
где I₁, (I_РАЗМ) – ток в проводнике, при котором контакты первого геркона замыкаются (размыкаются), – угловая частота тока.

РИСУНКИ