Измерение больших токов.
Измерение больших токов имеет свои особенности. Непосредственное измерение зачастую просто невозможно из-за технических трудностей,
а если, к тому же, присутствует высокое напряжение, это и опасно.
При измерении больших постоянных токов применяют различного типа шунты, а при измерении переменных - измерительные трансформаторы.
С появлением промышленных датчиков Холла [1-3] появилась возможность упростить процесс измерения, делая измерение индукции
рассеянного магнитного токового поля вокруг проводника.Для этого преобразователь магнитного поля (ПМП) в
электрический сигнал размещается в непосредственной близости от проводника с током ( рис.1).
Для проводника круглого сечения радиусом R, по которому проходит ток Ix, тангенциальная составляющая магнитной индукции на расстоянии Rn
>R от центра проводника определяется выражением:
В = Мо·Iх/2π·Rб,
где Мo - магнитная постоянная, равная 1,257·10-6 А·м;
R6 - безопасное расстояние от центра провода до магнито-чувствительного элемента, м.
Если принять безопасное расстояние Rб=10 мм, то можно составить градуировочную таблицу.
Когда напряжение низкое, для измерения датчик можно разместить непосредственно на изоляции провода при помощи небольшого
концентратора магнитного потока в виде хомутика (рис.2а) из полоски металла с большой магнитопроницаемостью
(пермаллой 76НХД, 77НМД или электротехническая сталь Э46, Э310). Иногда удобнее для измерения применить ферритовое кольцо с прорезью для крепления
датчика (рис.2б). Феррит следует применять с магнитопроницаемостью не менее 2000.
Выполнить прорезь в феррите можно алмазным диском. Работать с алмазным инструментом необходимо в водяной среде. Диски, пилы, боры при
работе на воздухе без интенсивного охлаждения водой почти моментально выйдут из строя. Двигатель инструмента должен давать не менее
15000 об/мин.
Если измеряемая величина тока не большая - менее 10 А, и, следовательно, сечение токоведущего проводника маленькое, то технически удобнее перейти к
схеме измерения с токовой обмоткой [4] на кольцевом магнито-проводе из феррита (рис.3).
В зависимости от функционального назначения измерителя подбирается и тип магнито-чувствительного датчика. Для токового измерения
используется датчик аналогового типа с линейной характеристикой; для контроля максимальной токовой величины - цифровой, на выходе которого
формируется стандартный сигнал при достижении определенного тока.
Подобные методы измерения и контроля токовых величин нашли применение в измерителях больших токов заряда-разряда аккумуляторов, схемах контроля пусковых
токов электродвигателей и т.п.
И.Семенов
Литература:
1. И.Семенов. Магниточувствительные микросхемы.
- Радиомир, 2005, N12, С.26.
2. Бараночников М.Л. Микромагнито-электроника.
- М.: ДМК, 2004
З. Сига Х. Мидзутани. Введение в автомобильную электронику.
- М.: Мир, 1989.
4. И.Семенов. Защита блоков питания. -
Радиомир, 2006, N6, С13.
Радиомир 2006/07
"Измерение больших токов."
| << Предыдущая | Cледующая >> |