Коланът на Роговски - Студиопедия

Магнитна лента или лента на Роговски се използва като сензор в повечето уреди за измерване на заваръчен ток, произведени у нас и в чужбина. В местната литература често се нарича магнитен колан, а в чужбина - колан на Роговски. Магнитният колан е намотка със строго равномерно разпределени завои по дължината на някаква лента, чиито краища са закрепени заедно. Лентата може да бъде твърда или гъвкава; Като основа за бобината може да се използва тор или друго тяло, образуващо контур със задължително затворена форма. Обикновено, за по-лесно производство и увеличаване на експлоатационния живот, намотката се поставя върху твърдо цилиндрично тяло на тора, поради което в някои случаи сензорите се наричат тороиди.

Площта на напречното сечение на лентата или торуса също трябва да бъде постоянна по цялата дължина на контура. По време на измерванията сензорът покрива проводника, през който протича измерваният ток. Принципът на действие на магнитния колан и изискванията към него се основават на закона за общия ток, който определя, че в среда с еднакви магнитни свойства, например във въздуха, линейният интеграл на силата на магнитното поле по затворена верига е равен на електрическия ток, обхванат от тази верига, т.е.

където е силата на магнитното поле; - дължината на контура; - токът на проводника, в този случай това е заваръчният ток.

За въздух, индукция B, тогава

Пълен актуален закон

къдетоlе дължината на намотката на Роговски,

i(t)– измерен ток.

Поради протичането на измервания ток се индуцира ЕМП

(4)

къдетоe(t)е ЕМП на клемите на намотката на Роговски,

n– брой обороти,

S– площ на намотката или напречно сечение на дорника.

Като се има предвид, че дорникъте направена от немагнитен материал, чиято относителна магнитна проницаемост еµ=1, а намотката на Роговски е свързана към входа на осцилоскоп с входно съпротивление, многократно по-високо от съпротивлението на намотката (4), може да се припише във формата:

(5)

Умирайки (2) и (5), получаваме:

Като се има предвид токът, протичащ през колана:

Коефициент на предаване на намотка на Rogowski

Lpr и Ipr са индуктивността на соленоида на намотката и тока, протичащ през намотката на Rogow

Искаме да пренебрегнем втория мандат.

Тези. може да се пренебрегне, ако разгледаме процеси, много по-големи от времеконстантата на колана.

Ако пренебрегнем втория член, получаваме:

Ако използваме RC веригата за интеграция, тогава

където URC е напрежението от изхода на RC веригата.

Нека разгледаме по-подробно работата на намотката на Rogowski, като вземем предвид нецентралното местоположение на проводника с ток и в резултат на това наличието на ъгъл α между вектора на индукция и нормалата към намотката.

а - схема на устройството;

b - схема на функционални трансформации за формиране на сигнал, пропорционален на заваръчния ток

Ако приемем, че площта на намотката на намотката (виж фиг.) Е много малка, тогава можем да предположим, че индукцията в областта на намотката е постоянна. С това предположение връзката на потока с навивките на намотката на безкрайно малък сегмент от веригата е равна на

където е магнитният поток, проникващ през един оборот на намотката; - компонент на индукционния вектор, нормално разположен в областта на бобината на бобината; - брой навивки на бобината; - дължина на контура на бобината; е площта на намотката.

Поточна връзка с всички навивки на бобината

Тъй като емф, индуцирана в намотката, е равна на скоростта на промяна в връзката на потока, тогава

Формулата съвпадамежду броя на навивките на датчика и неговите геометрични размери за дадена стойност на е.д.с.. Очевидно е, че с увеличаване на броя на навивки в намотката на магнитния колан, неговата индуктивност се увеличава. При резистивен товар с ниско съпротивление на сензора изходното напрежение няма да съответства на скоростта на промяна на измерения ток, тъй като

Където ; е индуктивността на сензорната бобина; е токът, консумиран от товара на сензора. Следователно сензорът трябва да бъде натоварен с голямо съпротивление, така че членът на равенството да може да бъде пренебрегнат, т.е. така че индуктивността на сензора да не влияе значително на формата на изходния сигнал.

За да се формира сигнал, пропорционален на заваръчния ток, изходното напрежение на магнитния ремък (тороид) трябва да бъде интегрирано, т.е. трябва да се извърши такова преобразуване на електрическия сигнал на сензора, което съответства на функционалното преобразуване - интегриране.

В най-простия случай за тези цели към сензора е свързана верига (фиг. b). Напрежението през кондензатора е изходът. Избира се толкова голям (обикновено), че индуктивността на сензора може да бъде пренебрегната. За веригата, показана на фиг. b, равенствата са верни:

;

при

;

Въз основа на формулата получаваме

За избора на параметри на веригата са важни две условия, .

Не намерихте това, което търсихте? Използвайте търсачката:

Деактивирайте adBlock! и обновете страницата (F5)наистина е необходимо