RU138011U1

RU138011U1 - SENSOR

Info

Publication number: RU138011U1
Application number: RU2013146776/28U
Authority: RU
Inventors: Александр Дмитриевич Николаев; Павел Александрович Николаев; Борис Михайлович Горшков; Наталья Станиславовна Самохина
Priority date: 2013-10-18
Filing date: 2013-10-18
Publication date: 2014-02-27

Abstract

1. Датчик тока, выполненный по схеме трансформатора с низкой проходной ёмкостью между первичной и вторичной обмотками, содержащий расположенные вокруг стержня в полости общего цилиндрического экрана два кольцевых магнитопровода, на одном из которых размещена вторичная обмотка, причём концы стержня соединены с противоположными торцевыми стенками экрана, а между магнитопроводами установлен внутренний экран, соединённый с общим экраном, отличающийся тем, что в торцевых стенках общего экрана выполнены сквозные концентрические прорези, внутренний радиус которых равен внешнему радиусу внутреннего экрана. и соединенные со сквозными радиальными прорезями, выполненными в торцевых стенках общего экрана.2. Датчик тока по п. 1, отличающийся тем, что первичные обмотки образованы высоковольтными проводами системы зажигания ДВС, расположены в концентрических прорезях торцевых стенок между первым магнитопроводом и внутренним экраном и установлены параллельно оси общего экрана.3. Датчик тока по п. 1, отличающийся тем, что ширина радиальных и концентрических прорезей выбирается равной толщине высоковольтных проводов, а длина сектора, образованного концентрическими прорезями, выбирается равной сумме толщины всех высоковольтных проводов, размещаемых в датчике.1. The current sensor, made according to the transformer with a low passage capacity between the primary and secondary windings, containing two circular magnetic circuits located around the rod in the cavity of the common cylindrical screen, one of which has a secondary winding, and the ends of the rod are connected to opposite end walls of the screen, and between the magnetic circuits there is an internal screen connected to the common screen, characterized in that through the end walls of the common screen are made through concentric slots, morning radius of which is equal to the outer radius of the inner shield. and connected with through radial slots made in the end walls of the common screen. 2. The current sensor according to claim 1, characterized in that the primary windings are formed by high-voltage wires of the internal combustion engine ignition system, are located in concentric slots of the end walls between the first magnetic circuit and the internal screen and are installed parallel to the axis of the common screen. The current sensor according to claim 1, characterized in that the width of the radial and concentric slots is chosen equal to the thickness of the high-voltage wires, and the length of the sector formed by concentric slots is selected equal to the sum of the thickness of all high-voltage wires placed in the sensor.

Description

Полезная модель относится к электрическим измерениям, а именно, к измерениям электрического тока, и может быть использована в качестве датчика тока высокой частоты, выполненного по схеме трансформатора с низкой проходной емкостью между первичной и вторичной обмотками, например, для измерения высокочастотных составляющих разрядного тока в высоковольтных проводах системы зажигания двигателя внутреннего сгорания (ДВС) с целью управления ДВС по каналу разрядного тока.The utility model relates to electrical measurements, namely, measurements of electric current, and can be used as a high-frequency current sensor made according to the transformer with a low passage capacity between the primary and secondary windings, for example, for measuring high-frequency components of the discharge current in high-voltage the wires of the ignition system of an internal combustion engine (ICE) in order to control the ICE through the discharge current channel.

Известен [1] высокочастотный трансформатор, в котором проходная емкость между первичной и вторичной обмотками уменьшена выполнением объемного витка. Трансформатор состоит из кольцевого магнитопровода с первичной обмоткой и кольцевого магнитопровода со вторичной обмоткой, установленных последовательно на общем стержне и расположенных в замкнутой полости общего цилиндрического экрана, причем концы стержня соединены с противоположными торцами экрана. Стержень проходит через внутренний экран, размещенный между магнитопроводами и соединенный с внутренней боковой поверхностью общего экрана.Known [1] is a high-frequency transformer in which the passage capacity between the primary and secondary windings is reduced by performing a volumetric turn. The transformer consists of an annular magnetic circuit with a primary winding and an annular magnetic circuit with a secondary winding mounted in series on a common rod and located in a closed cavity of a common cylindrical screen, the ends of the rod being connected to opposite ends of the screen. The rod passes through an inner screen located between the magnetic circuits and connected to the inner side surface of the common screen.

Недостатком данного решения является то, что использование описанного трансформатора в качестве датчика тока возможно только при условии разрыва исследуемой цепи и последовательного включения в нее своей первичной обмоткой. Разрыв высоковольтного провода системы зажигания ДВС нарушает реальную картину процессов, протекающих в нем.The disadvantage of this solution is that the use of the described transformer as a current sensor is possible only if the circuit under study is broken and its primary winding is connected into it in series. Rupture of the high-voltage wire of the internal combustion engine ignition system violates the real picture of the processes taking place in it.

Известен датчик тока [2], выполненный по схеме трансформатора с низкой проходной емкостью между первичной и вторичной обмотками, содержащий расположенные вокруг стержня в полости общего цилиндрического экрана два кольцевых магнитопровода, на одном из которых размещена вторичная обмотка, причем концы стержня соединены с противоположными торцевыми стенками экрана, а между магнитопроводами установлен внутренний экран, соединенный с общим экраномвыполненный по схеме трансформатора с низкой проходной емкостью между первичной и вторичной обмотками, содержащий расположенные вокруг стержня в полости общего цилиндрического экрана два кольцевых магнитопровода, на одном из которых размещена вторичная обмотка, причем концы стержня соединены с противоположными торцевыми стенками экрана, а между магнитопроводами установлен внутренний экран, соединенный с общим экраном.Known current sensor [2], made according to the scheme of the transformer with a low passage capacity between the primary and secondary windings, containing two circular magnetic circuits located around the rod in the cavity of the common cylindrical screen, one of which has a secondary winding, the ends of the rod being connected to opposite end walls screen, and between the magnetic circuits there is an internal screen connected to a common screen made according to the transformer circuit with a low throughput capacity between the primary and secondary windings, containing two circular magnetic circuits located around the rod in the cavity of the common cylindrical screen, one of which has a secondary winding, the ends of the rod being connected to opposite end walls of the screen, and an internal screen connected to the common screen between the magnetic circuits.

Недостатком данного решения является то, что оно применимо для измерения высокочастотных составляющих разрядного тока только в одном высоковольтном проводе системы зажигания.The disadvantage of this solution is that it is applicable for measuring the high-frequency components of the discharge current in only one high-voltage wire of the ignition system.

Целью полезной модели является создание конструкции датчика тока для одновременного измерения высокочастотных составляющих разрядного тока во всех высоковольтных проводах системы зажигания ДВС, для управления ДВС по каналу разрядного тока.The purpose of the utility model is to create a current sensor design for simultaneously measuring the high-frequency components of the discharge current in all high-voltage wires of the internal combustion engine ignition system, to control the internal combustion engine through the discharge current channel.

Указанная цель достигается тем, что в датчике тока, выполненном по схеме трансформатора с низкой проходной емкостью между первичными и вторичной обмотками, содержащем расположенные вокруг стержня в полости общего цилиндрического экрана два кольцевых магнитопровода, на одном из которых размещена вторичная обмотка, причем концы стержня соединены с противоположными торцевыми стенками экрана, а между магнитопроводами установлен внутренний экран, соединенный с общим экраном, кроме того первый магнитопровод установлен концентрично вокруг второго магнитопровода, на котором размещена вторичная обмотка, внутренний экран выполнен цилиндрическим и соединен с одной торцевой стенкой общего экрана, кроме того в боковой стенке общего цилиндрического экрана образована сквозная прорезь, параллельная его оси, а в торцевых стенках общего экрана выполнены сквозные радиальные прорези до внутреннего экрана, переходящие затем в концентрические прорези, внутренний радиус которых равен внешнему радиусу внутреннего экрана, при этом все прорези согласованы по размерам и местоположению в единое целое.This goal is achieved by the fact that in the current sensor, made according to the scheme of the transformer with a low passage capacity between the primary and secondary windings, containing two circular magnetic circuits located around the rod in the cavity of the common cylindrical screen, one of which has a secondary winding, and the ends of the rod are connected to opposite end walls of the screen, and between the magnetic cores there is an internal screen connected to the common screen, in addition, the first magnetic circuit is installed concentrically around of the second magnetic circuit, on which the secondary winding is placed, the inner screen is cylindrical and connected to one end wall of the common screen, in addition, a through slot parallel to its axis is formed in the side wall of the common cylindrical screen, and through radial slots are made in the end walls of the common screen to the inner screen, then turning into concentric slots, the inner radius of which is equal to the outer radius of the inner screen, while all the slots are consistent in size and location into a single whole.

Общий цилиндрический экран выполнен предпочтительно из металлического немагнитного материала в виде стакана с крышкой, на которой закреплен стержень.The common cylindrical screen is preferably made of metallic non-magnetic material in the form of a glass with a lid on which the rod is fixed.

Внутренний экран выполнен преимущественно из металлического немагнитного материала и гальванически соединен с торцевой стенкой общего экрана.The inner screen is made primarily of metallic non-magnetic material and is galvanically connected to the end wall of the common screen.

Первичные обмотки образованы высоковольтными проводами системы зажигания ДВС и расположены в концентрических прорезях торцевых стенок между первым магнитопроводом и внутренним экраном и установлены параллельно оси общего экрана.The primary windings are formed by high-voltage wires of the internal combustion engine ignition system and are located in concentric slots of the end walls between the first magnetic circuit and the inner screen and are installed parallel to the axis of the common screen.

Ширина радиальных и концентрических прорезей выбирается равной толщине высоковольтных проводов, а длина сектора, образованного концентрическими прорезями, выбирается равной сумме толщины всех высоковольтных проводов, размещаемых в датчике.The width of the radial and concentric slots is chosen equal to the thickness of the high-voltage wires, and the length of the sector formed by concentric slots is chosen equal to the sum of the thickness of all the high-voltage wires placed in the sensor.

Вторичная обмотка, как правило, снабжена выводами с возможностью подключения измерительной аппаратуры.The secondary winding, as a rule, is equipped with leads with the ability to connect measuring equipment.

На фиг. 1 показан внешний вид датчика тока в аксонометрии, а на фиг. 2 изображен датчик тока в поперечном разрезе. На фиг. 3 приведена часть общего цилиндрического экрана - крышка со стержнем; на фиг. 4 - вид сбоку крышки датчика тока, а на фиг. 5 приведен вид сбоку датчика тока.In FIG. 1 shows an external view of a current sensor in a perspective view, and FIG. 2 shows a current sensor in cross section. In FIG. 3 shows a part of a common cylindrical screen — a cover with a rod; in FIG. 4 is a side view of a cover of a current sensor, and in FIG. 5 is a side view of a current sensor.

Датчик тока выполнен по схеме трансформатора с низкой проходной емкостью между первичной и вторичной обмотками. Датчик содержит два кольцевых магнитопровода 1, 2, расположенные вокруг стержня 3 в полости общего цилиндрического экрана 4, причем концы стержня 3 соединены с противоположными торцевыми стенками 5, 6 экрана 4. Первый магнитопровод 1 установлен концентрично вокруг второго магнитопровода 2, на котором размещена вторичная обмотка 7. Между магнитопроводами 1, 2 установлен внутренний экран 8, соединенный с общим экраном 4. Внутренний экран 8 выполнен цилиндрическим, преимущественно из металлического немагнитного материала, и гальванически соединен с одной торцевой стенкой 5 общего экрана 4. В боковой стенке 9 общего цилиндрического экрана образована сквозная прорезь 10, параллельная его оси, а в торцевых стенках 5, 6 общего экрана 4 выполнены сквозные радиальные прорези 11, 12 до внутреннего экрана 8, переходящие в концентрические прорези 13, 14. При этом все прорези 10, 11, 12, 13, 14 согласованы по размерам и местоположению в единое целое.The current sensor is designed according to a transformer with a low throughput capacitance between the primary and secondary windings. The sensor contains two annular magnetic circuits 1, 2 located around the rod 3 in the cavity of the common cylindrical screen 4, and the ends of the rod 3 are connected to the opposite end walls 5, 6 of the screen 4. The first magnetic circuit 1 is mounted concentrically around the second magnetic circuit 2, on which the secondary winding is placed 7. Between the magnetic circuits 1, 2 there is an inner shield 8 connected to a common shield 4. The inner shield 8 is cylindrical, mainly made of metallic non-magnetic material, and is galvanically connected with one end wall 5 of the common screen 4. In the side wall 9 of the common cylindrical screen, a through slot 10 is formed parallel to its axis, and in the end walls 5, 6 of the common screen 4 there are made radial cuts 11, 12 to the inner screen 8, turning into concentric slots 13, 14. Moreover, all the slots 10, 11, 12, 13, 14 are matched in size and location into a single whole.

Общий цилиндрический экран 4 выполнен предпочтительно из металлического немагнитного материала в виде стакана с крышкой 15, на которой закреплен стержень 3.The common cylindrical screen 4 is preferably made of metallic non-magnetic material in the form of a glass with a cover 15 on which the rod 3 is fixed.

Первичные обмотки 16 образованы высоковольтными проводами системы зажигания ДВС, расположенным, как правило, в концентрических прорезях 13, 14 торцевых стенок 5, 6 между первым магнитопроводом 1 и внутренним экраном 8 и установлены параллельно оси общего экрана 4. Вторичная обмотка 7 измерительная и снабжена выводами 17 с возможностью подключения соответствующей измерительной аппаратуры.The primary windings 16 are formed by high-voltage wires of the internal combustion engine ignition system, located, as a rule, in concentric slots 13, 14 of the end walls 5, 6 between the first magnetic circuit 1 and the inner shield 8 and are installed parallel to the axis of the common shield 4. The secondary winding 7 is measuring and equipped with leads 17 with the ability to connect appropriate measuring equipment.

Для измерения высокочастотных составляющих разрядного тока, протекающих во всех высоковольтных проводах системы зажигания ДВС с соответствующим коэффициентом трансформации, эти провода располагают в датчике, установив их в концентрических прорезях 13, 14 торцевых стенок. При прохождении тока по высоковольтным проводам (первичных обмотках 16) во вторичной обмотке 7 наводится ЭДС, максимально приближенная к форме высокочастотных составляющих первичного сигнала, поскольку максимально снижена проходная емкость между обмотками, за счет образования трансформаторной связи, посредством короткозамкнутого витка, образованного стержнем 3 и общим цилиндрическим экраном.To measure the high-frequency components of the discharge current flowing in all high-voltage wires of the internal combustion engine ignition system with the corresponding transformation ratio, these wires are placed in the sensor by installing them in concentric slots 13, 14 of the end walls. When current flows through high-voltage wires (primary windings 16) in the secondary winding 7, an EMF is induced that is as close as possible to the shape of the high-frequency components of the primary signal, since the passage capacitance between the windings is minimized due to the formation of a transformer coupling, through a short-circuited coil formed by rod 3 and a common cylindrical screen.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИINFORMATION SOURCES

1. Мавшович М.Е. Полупроводниковые преобразователи частоты. [Текст] / М.Е. Мавшович. - Ленинград, Энергия, 1968. - 254 с.1. Mavshovich M.E. Semiconductor frequency converters. [Text] / M.E. Mavshovich. - Leningrad, Energy, 1968 .-- 254 p.

2. Патент №42898 Российская Федерация, МПК G01R 19/00. Датчик тока [Текст] / Николаев П.А.; патентообладатель ОАО «АВТОВАЗ»; заявл. 16.08.2004; опубл. 16.08.2004, бюл. 35.2. Patent No. 42898 of the Russian Federation, IPC G01R 19/00. Current sensor [Text] / Nikolaev P.A .; patent holder of AvtoVAZ OJSC; declared 08/16/2004; publ. 08/16/2004, bull. 35.

Claims

1. The current sensor, made according to the transformer with a low passage capacity between the primary and secondary windings, containing two circular magnetic circuits located around the rod in the cavity of the common cylindrical screen, one of which has a secondary winding, and the ends of the rod are connected to opposite end walls of the screen, and between the magnetic circuits there is an internal screen connected to the common screen, characterized in that through the end walls of the common screen are made through concentric slots, morning radius of which is equal to the outer radius of the inner shield. and connected with through radial slots made in the end walls of the common screen.

2. The current sensor according to claim 1, characterized in that the primary windings are formed by high-voltage wires of the internal combustion engine ignition system, are located in concentric slots of the end walls between the first magnetic circuit and the inner screen and are installed parallel to the axis of the common screen.

3. The current sensor according to claim 1, characterized in that the width of the radial and concentric slots is chosen equal to the thickness of the high-voltage wires, and the length of the sector formed by concentric slots is chosen equal to the sum of the thickness of all high-voltage wires placed in the sensor.