RU2288477C1 - Electric current sensor - Google Patents
Electric current sensor Download PDFInfo
- Publication number
- RU2288477C1 RU2288477C1 RU2005120971/28A RU2005120971A RU2288477C1 RU 2288477 C1 RU2288477 C1 RU 2288477C1 RU 2005120971/28 A RU2005120971/28 A RU 2005120971/28A RU 2005120971 A RU2005120971 A RU 2005120971A RU 2288477 C1 RU2288477 C1 RU 2288477C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- reference voltage
- current
- signal
- comparison unit
- Prior art date
Links
- 239000000523 sample Substances 0.000 abstract 2
- 230000037361 pathway Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 3
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
- Hall/Mr Elements (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электроизмерительному оборудованию, а именно к датчикам силового тока как постоянного, так и переменного тока, которые входят в состав защитных коммутационных аппаратов.The invention relates to electrical equipment, and in particular to sensors of power current, both direct and alternating current, which are part of protective switching devices.
Датчики тока, основанные на преобразователе Холла, известны, например, из следующих источников: датчик тока ACS750SCA-100, выпускаемый Allegro Microsystems Inc. США (с сайта http://www.allegromicro.com/SF/0750/ дата 23 мая 2005 г.); датчик тока в шине, патент РФ №2057654, G 01 R 19/00, 1996 г.; бесконтактный датчик тока компенсационного типа ДТЭ-25-200, выпускаемый НПП «ВЭЛ» Киев (интернет адрес: www.navarex.kiev.ua, описание датчика по адресу http://www.naverex.kiev.ua/~wel/Russian/PDF/DTE%2025-200.pdf, 23 мая 2005 г.).Hall-based current sensors are known, for example, from the following sources: ACS750SCA-100 current sensor manufactured by Allegro Microsystems Inc. USA (from the site http://www.allegromicro.com/SF/0750/ date May 23, 2005); bus current sensor, RF patent No. 2057654, G 01 R 19/00, 1996; non-contact current sensor of compensation type DTE-25-200, manufactured by NPP "VEL" Kiev (Internet address: www.navarex.kiev.ua, description of the sensor at http://www.naverex.kiev.ua/~wel/Russian/ PDF / DTE% 2025-200.pdf, May 23, 2005).
Наиболее близким по технической сущности к патентуемому датчику тока следует считать датчик тока ACS750SCA-100, выпускаемый Allegro Microsystems Inc. США (с сайта http://www.allegromicro.com/SF/0750/ 23 мая 2005 г.).The closest in technical essence to the patented current sensor should be considered a current sensor ACS750SCA-100, manufactured by Allegro Microsystems Inc. United States (from http://www.allegromicro.com/SF/0750/ May 23, 2005).
Этот датчик тока содержит токопровод для измеряемого тока и преобразователь Холла с усилителем и компаратором.This current sensor contains a conductor for the measured current and a Hall converter with an amplifier and a comparator.
При протекании тока через токопровод напряжение на выходе преобразователя Холла с усилителем и компаратором изменяется пропорционально величине тока в пределах напряжения питания. С помощью измерительного оборудования, например вольтметра, можно измерить величину тока.When current flows through the current lead, the voltage at the output of the Hall converter with an amplifier and a comparator changes in proportion to the current value within the supply voltage. Using measuring equipment, such as a voltmeter, it is possible to measure the magnitude of the current.
Недостатком известного датчика тока является отсутствие определения направления тока, что важно в условиях минимизации габаритов защитных коммутационных аппаратов и работы в системах управления неполяризованными защитными коммутационными аппаратами с параллельным магнитным дутьем.A disadvantage of the known current sensor is the lack of determining the direction of the current, which is important in conditions of minimizing the dimensions of protective switching devices and working in control systems of non-polarized protective switching devices with parallel magnetic blast.
Изобретением решается задача создания датчика тока, позволяющего уменьшить полное время отключения цепи коммутационного аппарата и совместно с системой параллельного магнитного дутья обеспечить надежное гашение малых токов.The invention solves the problem of creating a current sensor, which allows to reduce the total disconnection time of the circuit of the switching apparatus and, together with the parallel magnetic blast system, to ensure reliable damping of small currents.
Технический результат, который достигается изобретением, состоит в расширении функциональных возможностей датчика тока за счет определения как величины тока, так и направления тока.The technical result achieved by the invention consists in expanding the functionality of the current sensor by determining both the magnitude of the current and the direction of the current.
Это достигается тем, что датчик тока дополнительно содержит аналого-цифровой преобразователь, который включает в себя три блока сравнения сигнала и три источника опорного напряжения, при этом выход преобразователя Холла с усилителем и компаратором соединен со вторыми входами первого и второго блока сравнения сигнала и с первым входом третьего блока сравнения сигнала, выход первого источника опорного напряжения соединен с первым входом первого блока сравнения сигнала, выход второго источника опорного напряжения соединен с первым входом второго блока сравнения сигнала, выход третьего источника опорного напряжения соединен со вторым входом третьего блока сравнения сигнала, выход первого блока сравнения сигнала служит для выдачи сигнала величины тока одного направления, выход третьего блока сравнения сигнала служит для выдачи сигнала величины тока другого направления, а выход второго блока сравнения сигнала служит для выдачи сигнала направления тока, при этом напряжение второго источника опорного напряжения больше напряжения третьего источника опорного напряжения и меньше первого источника опорного напряжения.This is achieved by the fact that the current sensor further comprises an analog-to-digital converter, which includes three signal comparison units and three reference voltage sources, while the output of the Hall converter with an amplifier and a comparator is connected to the second inputs of the first and second signal comparison units and to the first the input of the third signal comparison unit, the output of the first reference voltage source is connected to the first input of the first signal comparison unit, the output of the second reference voltage source is connected to the first input m of the second signal comparison unit, the output of the third reference voltage source is connected to the second input of the third signal comparison unit, the output of the first signal comparison unit serves to output a signal of the magnitude of the current in one direction, the output of the third signal comparison unit is used to output a signal of the current of the other direction, and the output the second signal comparison unit is used to provide a current direction signal, wherein the voltage of the second reference voltage source is greater than the voltage of the third reference voltage source and less than the first reference voltage source.
Введение указанного аналого-цифрового преобразователя позволило разделить выходной сигнал преобразователя Холла с усилителем и компаратором на сигнал величины тока одного направления, сигнал величины тока другого направления и сигнал направления тока. При указанных соединениях выхода преобразователя Холла с усилителем и компаратором с входами первого и третьего блока сравнения сигналов, а также входов указанных блоков сравнения с выходами соответствующих им источников опорного напряжения, можно объединить выходы сигналов величины блока обоих направлений. При указанных соотношениях напряжений источников опорного напряжения второй блок сравнения имеет возможность выдавать сигнал величины тока одного направления, либо сигнал величины тока другого направления. При значении напряжения второго источника опорного напряжения, близкого к напряжению выхода преобразователя Холла с усилителем и компаратором, при токе, близком к нулю, второй блок сравнения может выдавать сигнал малой величины тока одного из направлений - это сигнал направления тока.The introduction of the indicated analog-to-digital converter made it possible to separate the output signal of the Hall converter with an amplifier and a comparator into a signal of the magnitude of the current in one direction, a signal of the magnitude of the current in the other direction, and a signal of the current direction. With the indicated connections of the output of the Hall converter with an amplifier and a comparator with the inputs of the first and third signal comparison blocks, as well as the inputs of these comparison blocks with the outputs of the corresponding voltage reference sources, it is possible to combine the signal outputs of the value of the block of both directions. With the indicated voltage ratios of the voltage sources of the reference voltage, the second comparison unit is able to provide a signal of the magnitude of the current in one direction, or a signal of the magnitude of the current in the other direction. When the voltage of the second reference voltage source is close to the output voltage of the Hall converter with an amplifier and a comparator, at a current close to zero, the second comparison unit can produce a small current signal of one of the directions - this is the current direction signal.
Изобретение поясняется чертежом, где изображена блок-схема патентуемого датчика.The invention is illustrated in the drawing, which shows a block diagram of a patented sensor.
Датчик тока содержит токопровод 1 для измеряемого тока, преобразователь Холла с усилителем и компаратором 2, источник питания 3 и аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 4.The current sensor contains a current lead 1 for the measured current, a Hall converter with an amplifier and a comparator 2, a power supply 3 and an analog-to-digital converter (ADC) 4.
АЦП включает в себя три блока сравнения сигнала 5, 6, 7 и соответствующие им три источника опорного напряжения 8, 9, 10.The ADC includes three signal comparison blocks 5, 6, 7 and their corresponding three reference voltage sources 8, 9, 10.
Преобразователь Холла с усилителем и компаратором 2 находится в магнитном контуре токопровода 1. Выход преобразователя Холла с усилителем и компаратором соединен со вторыми входами первого и второго блока сравнения сигнала и с первым входом третьего блока сравнения сигнала. Выход первого источника опорного напряжения соединен с первым входом первого блока сравнения сигнала. Выход второго источника опорного напряжения соединен с первым входом второго блока сравнения сигнала. Выход третьего источника опорного напряжения соединен со вторым входом третьего блока сравнения сигнала. Источник питания подключен к преобразователю Холла с усилителем и компаратором. Напряжение второго источника опорного напряжения 9 больше напряжения третьего источника опорного напряжения 10. Напряжение второго источника опорного напряжения 9 меньше напряжения источника опорного напряжения 8.A Hall converter with an amplifier and a comparator 2 is located in the magnetic circuit of the current lead 1. The output of the Hall converter with an amplifier and a comparator is connected to the second inputs of the first and second signal comparison units and to the first input of the third signal comparison unit. The output of the first reference voltage source is connected to the first input of the first signal comparison unit. The output of the second reference voltage source is connected to the first input of the second signal comparison unit. The output of the third reference voltage source is connected to the second input of the third signal comparison unit. The power source is connected to a Hall converter with an amplifier and a comparator. The voltage of the second reference voltage source 9 is greater than the voltage of the third reference voltage source 10. The voltage of the second reference voltage source 9 is less than the voltage of the reference voltage source 8.
Датчик тока работает следующим образом.The current sensor operates as follows.
При протекании тока условно положительной полярности через токопровод 1 на выходе преобразователя Холла с усилителем и компаратором 2 появляется сигнал больше половины напряжения источника питания 3, величина которого сравнивается блоком сравнения 5 с заданным напряжением источника опорного напряжения 8. В момент смены полярности напряжения между входами 1 и 2 блока сравнения 5 на выходе появляется логический сигнал величины тока (условно положительного).When a current of conditionally positive polarity flows through the current lead 1, a signal greater than half the voltage of the power source 3 appears at the output of the Hall converter with an amplifier and comparator 2, the value of which is compared by the comparison unit 5 with the specified voltage of the reference voltage source 8. At the time of changing the polarity of the voltage between inputs 1 and 2 comparison block 5 at the output appears a logical signal of the current value (conditionally positive).
При протекании тока условно отрицательной полярности через токопровод 1 на выходе преобразователя Холла с усилителем и компаратором 2 появляется сигнал меньше половины напряжения источника питания 3, величина которого сравнивается блоком сравнения 7 с заданным напряжением источника опорного напряжения 10. В момент смены полярности напряжения между входами 1 и 2 блока сравнения 7 на выходе появляется логический сигнал величины тока (условно отрицательного).When a conditionally negative polarity current flows through the lead 1 at the output of the Hall converter with an amplifier and comparator 2, a signal appears less than half the voltage of the power source 3, the value of which is compared by the comparison unit 7 with the specified voltage of the reference voltage source 10. At the time of changing the polarity of voltage between inputs 1 and 2 of the comparison unit 7, a logical signal of the current value (conditionally negative) appears at the output.
При токе в токопроводе 1, близком к нулю, на выходе преобразователя Холла с усилителем и компаратором присутствует сигнал, равный половине напряжения источника питания. Напряжение источника опорного напряжения 9 подбирается так, чтобы при появлении минимального значения тока в токопроводе 1 на выходе блока сравнения 6 менялся уровень логического сигнала. Это и есть сигнал о смене полярности тока в токопроводе 1.When the current in the conductor 1 is close to zero, a signal equal to half the voltage of the power source is present at the output of the Hall converter with an amplifier and a comparator. The voltage of the reference voltage source 9 is selected so that when the minimum current value appears in the current lead 1 at the output of the comparison unit 6, the level of the logical signal changes. This is a signal about a change in the polarity of the current in the current lead 1.
Таким образом, создан датчик тока с расширенными функциональными возможностями, позволяющими определять не только величину тока, но и направление.Thus, a current sensor with advanced functionality has been created, allowing to determine not only the magnitude of the current, but also the direction.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005120971/28A RU2288477C1 (en) | 2005-07-04 | 2005-07-04 | Electric current sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005120971/28A RU2288477C1 (en) | 2005-07-04 | 2005-07-04 | Electric current sensor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2288477C1 true RU2288477C1 (en) | 2006-11-27 |
Family
ID=37664521
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005120971/28A RU2288477C1 (en) | 2005-07-04 | 2005-07-04 | Electric current sensor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2288477C1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1285383A1 (en) * | 1983-11-22 | 1987-01-23 | Куйбышевский политехнический институт им.В.В.Куйбышева | Method of determining physical quantities |
| SU1684703A1 (en) * | 1989-07-06 | 1991-10-15 | Завод-Втуз Красноярского Политехнического Института | Device for contact-free measuring of current |
| RU2096787C1 (en) * | 1995-06-06 | 1997-11-20 | Ульяновский государственный технический университет | Device for contactless measurement of heavy direct current |
| RU2190228C2 (en) * | 1999-12-27 | 2002-09-27 | Комарова Мира Станиславовна | Current pickup |
| EP1365252A1 (en) * | 2002-10-29 | 2003-11-26 | Agilent Technologies Inc. a Delaware Corporation | Current direction detection |
-
2005
- 2005-07-04 RU RU2005120971/28A patent/RU2288477C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1285383A1 (en) * | 1983-11-22 | 1987-01-23 | Куйбышевский политехнический институт им.В.В.Куйбышева | Method of determining physical quantities |
| SU1684703A1 (en) * | 1989-07-06 | 1991-10-15 | Завод-Втуз Красноярского Политехнического Института | Device for contact-free measuring of current |
| RU2096787C1 (en) * | 1995-06-06 | 1997-11-20 | Ульяновский государственный технический университет | Device for contactless measurement of heavy direct current |
| RU2190228C2 (en) * | 1999-12-27 | 2002-09-27 | Комарова Мира Станиславовна | Current pickup |
| EP1365252A1 (en) * | 2002-10-29 | 2003-11-26 | Agilent Technologies Inc. a Delaware Corporation | Current direction detection |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR20040072540A (en) | Monitor apparatus | |
| CN105492235B (en) | Multifunctional monitoring for electrical systems | |
| US9651594B2 (en) | Battery remaining power predicting device and battery pack | |
| WO2015077234A3 (en) | Battery fuel gauges using fet segment control to increase low current measurement accuracy | |
| KR20150052139A (en) | Device for detecting and measuring an insulation fault | |
| JP5003333B2 (en) | Insulation resistance measuring method and apparatus | |
| CN106233417B (en) | circuit breaker | |
| JP4297965B1 (en) | Ion concentration measuring device | |
| RU2288477C1 (en) | Electric current sensor | |
| RU2377581C1 (en) | Method of measurement and monitoring of insulation resistance of unearthed power electrical ac networks under operation voltage and device for its implementation | |
| TW201437644A (en) | Voltage measurement apparatus | |
| RU2175138C1 (en) | Method and device for measuring power circuit insulation resistance in live electrical equipment of vehicles | |
| RU50679U1 (en) | SENSOR | |
| JP6714860B2 (en) | Measurement module | |
| JP4925595B2 (en) | AC impedance measuring apparatus and method | |
| JP2010145373A (en) | Resistance measuring apparatus | |
| JP5691653B2 (en) | Electric conductivity meter | |
| JP4525630B2 (en) | Insulation resistance measuring method and apparatus | |
| SE433886B (en) | GAS FLOW SPEEDING MEASUREMENT | |
| RU2321002C1 (en) | Current transducer | |
| RU2509314C2 (en) | Device to monitor resistance of insulation of ac electric circuit | |
| RU2282860C2 (en) | Device for inspecting resistance of isolation of non-grounding split power networks under working voltage | |
| RU2313799C1 (en) | Mode of controlling reduction of resistance of insulation in a line of feeding voltage to a load and an arrangement for its execution | |
| CN105452881A (en) | Device for determining several characteristic quantities of an electrochemical energy store | |
| RU2474834C1 (en) | Circuit to control sensitivity of three-phase electronic devices for power metering |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090705 |