Bù cảm biến dòng điện với shunt từ tính. Lược đồ, mô tả

Thư viện kỹ thuật miễn phí

ENCYCLOPEDIA VỀ ĐIỆN TỬ TRUYỀN THANH VÀ KỸ THUẬT ĐIỆN
Thư viện miễn phí / Sơ đồ của các thiết bị vô tuyến-điện tử và điện

Cảm biến dòng bù bằng shunt từ tính. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện

Thư viện kỹ thuật miễn phí

Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện / Công nghệ đo lường

Bình luận bài viết

Thiết kế được mô tả của cảm biến, được sử dụng khi đo dòng điện cao, khác với các thiết bị tương tự hiện đang được sử dụng ở chỗ có một shunt từ tính, cho phép giảm mức tiêu thụ điện năng, trọng lượng và kích thước của thiết bị.

Để đo dòng điện lớn (ở mức hàng chục kiloampe), mạch cổ điển của cảm biến loại bù (Hình 1), theo đó các sản phẩm được sản xuất công nghiệp được chế tạo [1], là không thể chấp nhận được.

Cảm biến dòng điện bù với shunt từ tính

Nguyên lý hoạt động của các cảm biến như vậy dựa trên sự bù từ trường được tạo ra trong mạch từ bằng dòng điện đo được, thông qua dòng điện của cuộn dây bù. Máy biến dòng TA1 là một mạch từ kín có cuộn dây, bao phủ một bus có dòng điện đo được, trong khe hở có lắp đặt cảm biến Hall (U1). Khi dòng điện đi qua bus, một từ thông được tạo ra trong mạch từ bao quanh nó, làm xuất hiện một điện áp tỷ lệ với dòng điện đo được trong cảm biến Hall. Điện áp này được khuếch đại bởi bộ khuếch đại thuật toán (DA1) và bộ khuếch đại công suất trên các bóng bán dẫn VT1, VT2, tạo ra dòng điện trong cuộn dây TA1, bù từ thông trong mạch từ.

Để bù cho từ trường được tạo ra, ví dụ, bởi dòng điện 100 kA, dòng điện qua cuộn dây bù phải bằng 100/n kA, trong đó n là số vòng của cuộn dây này. Trong trường hợp này, công suất của bộ khuếch đại đầu ra và khối lượng của cảm biến có thể quá lớn.

Để giảm dòng bù trong cảm biến đề xuất (Hình 2), từ thông được bù không phải trên toàn bộ phần của mạch từ 2 mà trên một phần giới hạn có điện trở từ nhỏ hơn điện trở của toàn bộ mạch từ.

Cảm biến dòng điện bù với shunt từ tính

Trong khu vực lắp đặt cảm biến Hall 3, nơi từ thông phân nhánh (AB), độ lớn của cảm ứng từ được tạo ra bởi dòng điện I đo được trong bus 1, B = μμ0I/2l (tại l"d), trong đó μ là độ thấm từ của vật liệu lõi từ; μ0 là độ thấm từ của chân không.

Để bù từ thông do dòng điện đo được ở phần này tạo ra, dòng điện của cuộn dây bù 4 I1 = Вх2с1/μμ0 = Ixd/l.

Dòng điện của cuộn dây bù I1 nhỏ hơn l/d lần so với dòng điện đo được I, điều này cho phép sử dụng cảm biến có khối lượng và kích thước chấp nhận được.

Trong cảm biến đề xuất, l = 100 mm, d = 1 mm, do đó, với dòng điện đo được là 100 kA, dòng bù được tạo ra bởi dòng điện 1/n kA, trong đó n là số vòng của cuộn dây bù .

Cảm biến bù có shunt từ tính của thiết kế này có các đặc điểm sau.

Dòng điện định mức đo được, kA ...... 20
Dòng xung đo được tối đa với thời lượng không quá 10 ms trong 1 phút, kA.....100
Tỷ lệ chuyển đổi ...... 1/5000
Dòng ra tối đa ở dòng đo được 100 kA, mA ...... 200
Lỗi cơ bản đối với giá trị dòng điện danh định, không quá,% ...... 1
Dòng phân cực bằng không, không lớn hơn, mA ...... 0,2
Dải tần số, kHz ...... 0 ... 10
Kích thước cửa sổ cho xe buýt hiện tại, mm ...... 40x120
Tiết diện của mạch từ, không nhỏ hơn, mm ...... 55
Kích thước, mm ...... 200x200x100
Trọng lượng, kg ...... không quá 3

Có thể thực hiện thiết kế như vậy khi sử dụng lõi từ có cảm ứng bão hòa cao, ví dụ, GAMMAMET 440C1 có đặc tính từ hóa tuyến tính lên tới 1...1,2 T [2, 3].

Để giảm ảnh hưởng của từ trường bên ngoài, nên sử dụng hai lõi từ và cảm biến Hall theo thiết kế như hình 3. XNUMX.

Cảm biến dòng điện bù với shunt từ tính

Ở đây, khe l trong mạch từ xung quanh bus 1 có dòng điện được chia thành hai phần bằng nhau giữa lõi từ 2, 3. Dòng điện của cuộn dây bù 6 và 7 trong mạch này được tổng hợp lại. Nếu từ trường bên ngoài tại vị trí lắp đặt của một trong các cảm biến Hall (4 hoặc 5) trùng hướng với từ trường được tạo ra bởi dòng điện đo được, thì tại vị trí lắp đặt của cảm biến Hall còn lại, nó có hướng ngược lại. Nếu các tín hiệu của cảm biến Hall 4, 5, gây ra bởi từ trường của dòng điện đo được, có cùng cực tính, thì tín hiệu từ trường giao thoa từ trường bên ngoài có cực tính khác nhau và do đó tín hiệu thu được từ từ trường bên ngoài là số không.

Bộ khuếch đại cho một thiết bị như vậy cần có công suất khá thấp - mức tiêu thụ hiện tại của nó không quá 0,25 A ở điện áp cung cấp +15 V.

Nếu không thể mua mạch từ cần thiết, bạn có thể sử dụng thép điện cán nguội loại E310, E320, loại này có cảm ứng bão hòa cũng khá cao và với sai số đo khoảng 1% thì loại vật liệu này khá phù hợp.

Văn chương

Bản cáo bạch của công ty "LEM".
NPP triển vọng "Gamma" (Yekaterinburg).
Starodubtsev Yu., Keilin V., Belozerov V. Lõi từ GAMMAMET. - Đài phát thanh, 1999, số 6, tr. 48-50.

Tác giả: A.Aldokhin, Chernihiv, Ukraine

Xem các bài viết khác razdela Công nghệ đo lường.

Đọc và viết hữu ích bình luận về bài viết này.

<< Quay lại

Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất:

Tiếng ồn giao thông làm chậm sự phát triển của gà con 06.05.2024

Những âm thanh xung quanh chúng ta ở các thành phố hiện đại ngày càng trở nên chói tai. Tuy nhiên, ít người nghĩ đến việc tiếng ồn này ảnh hưởng như thế nào đến thế giới động vật, đặc biệt là những sinh vật mỏng manh như gà con chưa nở từ trứng. Nghiên cứu gần đây đang làm sáng tỏ vấn đề này, cho thấy những hậu quả nghiêm trọng đối với sự phát triển và sinh tồn của chúng. Các nhà khoa học đã phát hiện ra rằng việc gà con ngựa vằn lưng kim cương tiếp xúc với tiếng ồn giao thông có thể gây ra sự gián đoạn nghiêm trọng cho sự phát triển của chúng. Các thí nghiệm đã chỉ ra rằng ô nhiễm tiếng ồn có thể làm chậm đáng kể quá trình nở của chúng và những gà con nở ra phải đối mặt với một số vấn đề về sức khỏe. Các nhà nghiên cứu cũng phát hiện ra rằng những tác động tiêu cực của ô nhiễm tiếng ồn còn ảnh hưởng đến chim trưởng thành. Giảm cơ hội sinh sản và giảm khả năng sinh sản cho thấy những ảnh hưởng lâu dài mà tiếng ồn giao thông gây ra đối với động vật hoang dã. Kết quả nghiên cứu nêu bật sự cần thiết ... >>

Loa không dây Samsung Music Frame HW-LS60D 06.05.2024

Trong thế giới công nghệ âm thanh hiện đại, các nhà sản xuất không chỉ nỗ lực đạt được chất lượng âm thanh hoàn hảo mà còn kết hợp chức năng với tính thẩm mỹ. Một trong những bước cải tiến mới nhất theo hướng này là hệ thống loa không dây Samsung Music Frame HW-LS60D mới, được giới thiệu tại sự kiện Thế giới Samsung 2024. Samsung HW-LS60D không chỉ là một chiếc loa mà còn là nghệ thuật của âm thanh kiểu khung. Sự kết hợp giữa hệ thống 6 loa có hỗ trợ Dolby Atmos và thiết kế khung ảnh đầy phong cách khiến sản phẩm này trở thành sự bổ sung hoàn hảo cho mọi nội thất. Samsung Music Frame mới có các công nghệ tiên tiến bao gồm Âm thanh thích ứng mang đến cuộc hội thoại rõ ràng ở mọi mức âm lượng và tính năng tối ưu hóa phòng tự động để tái tạo âm thanh phong phú. Với sự hỗ trợ cho các kết nối Spotify, Tidal Hi-Fi và Bluetooth 5.2 cũng như tích hợp trợ lý thông minh, chiếc loa này sẵn sàng đáp ứng nhu cầu của bạn. ... >>

Một cách mới để kiểm soát và điều khiển tín hiệu quang 05.05.2024

Thế giới khoa học và công nghệ hiện đại đang phát triển nhanh chóng, hàng ngày các phương pháp và công nghệ mới xuất hiện mở ra những triển vọng mới cho chúng ta trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Một trong những đổi mới như vậy là sự phát triển của các nhà khoa học Đức về một phương pháp mới để điều khiển tín hiệu quang học, phương pháp này có thể dẫn đến tiến bộ đáng kể trong lĩnh vực quang tử học. Nghiên cứu gần đây đã cho phép các nhà khoa học Đức tạo ra một tấm sóng có thể điều chỉnh được bên trong ống dẫn sóng silica nung chảy. Phương pháp này dựa trên việc sử dụng lớp tinh thể lỏng, cho phép người ta thay đổi hiệu quả sự phân cực của ánh sáng truyền qua ống dẫn sóng. Bước đột phá công nghệ này mở ra triển vọng mới cho việc phát triển các thiết bị quang tử nhỏ gọn và hiệu quả có khả năng xử lý khối lượng dữ liệu lớn. Việc điều khiển phân cực quang điện được cung cấp bởi phương pháp mới có thể cung cấp cơ sở cho một loại thiết bị quang tử tích hợp mới. Điều này mở ra những cơ hội lớn cho ... >>

Tin tức ngẫu nhiên từ Kho lưu trữ

Màn hình 3D không kính ThinkVision 27 3D 11.09.2023

Lenovo đã công bố một số sản phẩm cải tiến, bao gồm cả máy tính xách tay chơi game làm mát bằng chất lỏng Legion 9i mạnh mẽ, có giá khởi điểm là 4400 USD. Tuy nhiên, một trong những thiết bị mới thú vị nhất là màn hình 3D ThinkVision 27, có thể hiển thị hình ảnh 3D mà không cần kính đặc biệt.

Hiệu ứng này đạt được bằng cách sử dụng thấu kính hai mặt lồi và công nghệ theo dõi mắt. Màn hình có khả năng tạo ra hai hình ảnh riêng biệt, một hình ảnh cho mỗi mắt người dùng. Những hình ảnh này có những góc nhìn khác nhau, mang lại cho bức tranh một cảm giác về khối lượng.

Trường cụ thể nơi hiệu ứng 27D được kích hoạt tùy thuộc vào vị trí của người dùng. Trong trường hợp của ThinkVision 3 40D, khoảng cách này là khoảng 3 cm sang một bên và khoảng cách từ màn hình để có trải nghiệm 60D tốt nhất là từ 1 cm đến XNUMX mét.

Khái niệm màn hình ống kính không phải là mới - các công nghệ tương tự trước đây đã được Acer và Asus trình bày. Tuy nhiên, ThinkVision 27 3D bổ sung thêm sự đổi mới bằng cách theo dõi vị trí mắt của người dùng và điều chỉnh hình ảnh cho phù hợp với từng mắt. Khi tắt hiệu ứng 3D, màn hình hiển thị hình ảnh 4K bình thường với độ phân giải 3840x2160 pixel. Khi bật hiệu ứng 3D, mỗi mắt sẽ nhìn thấy một hình ảnh có độ phân giải 1920x2160 pixel. Tốc độ làm mới màn hình là 60 Hz và khi bật chế độ 3D - 30 Hz cho mỗi mắt. Độ sáng tối đa đạt 310 cd/m2.

Để hỗ trợ các ứng dụng 3D, Lenovo đã giới thiệu mô-đun bổ sung 3D Explorer và Bộ công cụ phát triển phần mềm (SDK) để tạo ra các sản phẩm tương thích. Màn hình 3D ThinkVision 27 sẽ có mặt trên thị trường vào tháng 3 năm sau với giá 2999 USD.

Tin tức thú vị khác:

▪ Bộ xử lý đồ họa máy tính xách tay nhanh nhất của Nvidia

▪ Điện thoại di động không chìm

▪ Tuổi của lõi rắn ở tâm Trái đất được xác định

▪ Kiểm soát độ sáng mà không cần thanh trượt

▪ Tất cả các công ty có giá trị nhất trên thế giới đều đến từ lĩnh vực CNTT

Nguồn cấp tin tức khoa học và công nghệ, điện tử mới

Tài liệu thú vị của Thư viện kỹ thuật miễn phí:

▪ phần trang web Điều khiển âm lượng và âm lượng. Lựa chọn bài viết

▪ bài viết Sự sang trọng trong giao tiếp của con người. biểu thức phổ biến

▪ bài viết Những con vật có nghi lễ mai táng? đáp án chi tiết

▪ Bài viết của Quilach là có thật. Truyền thuyết, canh tác, phương pháp áp dụng

▪ bài viết Bộ khuếch đại công suất AF (80 watt). Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện

▪ bài viết Nước nóng. bí mật tập trung

Để lại bình luận của bạn về bài viết này:

Tất cả các ngôn ngữ của trang này

Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web