SU974152A1 - Electrodynamic force measuring method - Google Patents

Description

Изобретение относится к силоиэмерительной технике и может быть использовано для измерения электродина мических сил в токоведущих частях мощных энергетических установок.The invention relates to power measuring equipment and can be used to measure electrodynamic forces in live parts of powerful power plants.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ, основанный на преобразовании величины электродинамического усилия в электрический сигнал £ 1].Closest to the proposed technical essence is a method based on the conversion of the magnitude of the electrodynamic force into an electrical signal £ 1].

Недостатком известного способа является то, что для измерения электродинамических сил, действующих на токоведущие токопровода, необходимо проводить демонтаж токопровода (т.е. убирать опорные изоляторы, на которых крепятся токоведущйе части), что существенно усложняет схему измеренйя, понижает надежность и точность изме-. рения.A disadvantage of the known method is that to measure the electrodynamic forces acting on current-carrying current conductors, it is necessary to dismantle the current conductors (i.e. remove support insulators on which current-carrying parts are mounted), which significantly complicates the measurement circuit, reduces the reliability and accuracy of the measurement. rhenium.

Цель изобретения - повышение точности измерения.The purpose of the invention is to improve the accuracy of measurement.

. Поставленная цель достигается тем, что согласно .способу, основанному на преобразовании величины электродинамического усилия в электрический сигнал,преобразователи Холла размещают на внешней поверхности токо.ведущей щины по, всему периметру, (плоскость преобразователей Холла ори-1 ентируют вдоль направления измерения электродинамической силы, причем выходные электроды преобразователей Холла соединяют.между собой последо вательно, а управляющие электроды гальванически соединяют через сопротивления с поверхностью токоведущей шины и регистрируют напряжение на выходе, по которому определяют электродинамическую силу.. This goal is achieved by the fact that, according to the method based on the conversion of the magnitude of the electrodynamic force into an electrical signal, the Hall transducers are placed on the outer surface of the current guide bus along the entire perimeter (the plane of the Hall transducers is oriented along the direction of measurement of the electrodynamic force, and the output electrodes of the Hall converters are connected in series with each other, and the control electrodes are galvanically connected through resistance to the surface of the busbar record the voltage at the output, which determine the electrodynamic force.

На фиг.1 показано схематическое . расположение преобразователей Холла и их управляющих электродов на поверхности токоведущей шины, на фиг.2-, принципиальная электрическая схема соединения группы преобразователей Холла. ,Figure 1 shows a schematic. the location of the Hall converters and their control electrodes on the surface of the busbar, in Fig.2-, a circuit diagram of the connection of a group of Hall converters. ,

2Q Схема включает Холловские электроды 1 и 2, концы 3 и 4 проводов в цепи управления преобразователей Холла, гальванически соединенные с поверхностью шины, преобразователи Холла 5, провод в цепи управления преобра25 зователей Холла 6, шину 7, добавочное сопротивление в цепи управления 8, измерительный прибор' 9.2Q Scheme includes Hall electrodes 1 and 2, ends 3 and 4 of the wires in the control circuit of the Hall converters galvanically connected to the surface of the bus, Hall converters 5, a wire in the control circuit of the Hall 25 converters 6, bus 7, additional resistance in the control circuit 8, measuring instrument '9.

При таком расположении преобразователей Холла на поверхности шины и таком соединении управляющих электро дов на выходе каждого преобразователя Холла возникает сигнал, равный и³ = 1³в|о1³,With such an arrangement of Hall transducers on the surface of the bus and such a combination of control electrodes at the output of each Hall transducer, a signal equal to and ³ = 1 ³ in | o1 ³ ,

О) где U³ - напряжение на выходе J-ro, преобразователя Холла', ί³, - ток в цепи управления;О) where U ³ is the voltage at the output of J-ro, Hall converter ', ί ³ , is the current in the control circuit;

- проекция магнитной индукции на ось ζ в месте расположения j-ro преобразовате- ля Холла,’- projection of magnetic induction on the ζ axis at the location of the j-ro Hall transducer, ’

- чувствительность j-ro преобразователя Холла.- sensitivity j-ro Hall transducer.

цепи управления равен:control circuit is equal to:

οί.οί.

Ток в (2) где и|₄ Current in (2) where and | ₄

В свою но напряжение между контактами и 4 (фиг.1) на отрезке шины, длиной входное сопротивление преобразователя Холла.In its own but the voltage between the contacts and 4 (Fig.1) on a segment of the bus, the input resistance of the Hall Converter is long.

очередь, напряжение рав(3) и^ = Е³С=<Р^· 1/Y, где Е³ - напряженность электрического поля на поверхности шины, направленная параллельно ' м оси ^у! .first of all, the voltage is equal to (3) and ^ = E ³ C = <P ^ · 1 / Y, where E ³ is the electric field strength on the tire surface, parallel to the 'm axis ^y ! .

- плотность тока на поверхности шины, направленная параллельно оси Y;- current density on the surface of the bus, parallel to the Y axis;

удельная проводимость материала шины.conductivity of tire material.

Подставив выражение (3) -в (2) , а(2) в(1), получим и³=?В*К<Substituting the expression (3) -in (2), and (2) in (1), we obtain ³ =? B * K <

(4) где К³ = (at³/R ) (ί/Υ).(4) where K ³ = (at ³ / R) (ί / Υ).

Умножив и разделив правую часть уравнения (4) на площадь у поперечного сечения j-ro участка шины S 7 , получим:Multiplying and dividing the right side of equation (4) by the area at the cross section j-ro of the tire section S 7, we obtain:

j i 1 ΐ. 1 и =ι 8_χΚ’/s’, где i = (f ³ · S ³ .ji 1 ΐ. 1 and = ι 8 _χ Κ '/ s', where i = (f ³ · S ³ .

(5) (6)(5) (6)

Электродинамическая сила, действующая на j-ый участок шины с током i 7, равна ^FX^e,i совет ) А, где FyThe electrodynamic force acting on the j-th section of the bus with current i 7 is equal to ^F X ^{e, i} tip) A, where Fy

В³ * секстIn ³ * sext

- проекция электродинамической силы на ось Х,‘- projection of the electrodynamic force on the X axis, ‘

- проекция магнитной индукции на ось ζ от тока, протекающего в j-ом участке в месте расположения j-ro преобразователя Холла,-- the projection of magnetic induction on the ζ axis from the current flowing in the j-th section at the location of the j-ro Hall transducer, -

- постоянный коэффициент.is a constant coefficient.

При большом разбиении шины на участки, на каждом из которых устанавливаются преобразователи Холла, составляющая резко уменьшается, поэтому при некотором количестве преобразователей Холла этой составляющей можно пренебречь. Тогда выражение (6) примет вид ^FX = ΒχΑ.With a large splitting of the bus into sections, on each of which Hall converters are installed, the component decreases sharply, therefore, with a certain number of Hall converters, this component can be neglected. Then expression (6) takes the form ^F X = ΒχΑ.

(7)(7)

Считывая полученное выражение для силы , уравнение (5) можно записать u³ = F_x ³(K³/S³A) ,Reading the obtained expression for the force, equation (5) can be written u ³ = F _x ³ (K ³ / S ³ A),

Таким образом, напряжение на выходе каждого преобразователя Холла пропорционально электродинамической силе, действующей на j-ый участок шины.Thus, the voltage at the output of each Hall transducer is proportional to the electrodynamic force acting on the jth portion of the bus.

Соединив Холловские электроды последовательно (фиг.2), получим сигнал, равный υ--.Ι F³ (K^/s^a).By connecting the Hall electrodes in series (Fig. 2), we obtain a signal equal to υ -. Ι F ³ (K ^ / s ^ a).

ΛΛ

Все и преобразователи Холла выбираем с одинаковыми коэффициентами (этого можно добиться последовательным включением в цепь управления добавочного сопротивления 8). Площади шины также выбираем одинаковыми. Тогда выражение для выходного сигна^ла 9=(К³/6³А)1 f(.We select all Hall converters with the same coefficients (this can be achieved by successive inclusion of additional resistance 8 in the control circuit). The tire areas are also the same. Then the expression for the output signa ^la 9 = (K ^{3/6 3A)} 1 f (.

Следовательно, суммарный выходной сигнал с η преобразователями Холла равен величине электродинамической силы, действующей на шину длиной € в направлении, параллельном оси X, умноженной на постоянные коэффициенты.Consequently, the total output signal with η Hall converters is equal to the magnitude of the electrodynamic force acting on the bus with a length of € in the direction parallel to the X axis multiplied by constant coefficients.

Claims (1)

дов на выходе каждого преобразовател Холла возникает сигнал, равный где и - напр жение на выходе J-ro преобразовател  Холла , 1 - ток в цепи управлени ; f - проекци  магнитной индукции на ось Z в месте распо ложени  j-ro преобразоват л  Холла, oi- - чувствительность j-ro преобразовател  Холла. Ток в цепи управлени  равен: J,j .J --. напр жение между контактам 3 и 4 (фис.1) на отрезке ; шины, длиной I; - входное сопротивление преобразовател  Холла. В свою очередь, напр жение ра uf ( г/Y, М где Е - напр женность электрического пол  на поверхности шины направленна  параллельно f от : О - плотность тока на поверхно ти шины, направленна  парал лельно оси Y; Y - удельна - проводимость материала шины. Подставив выражение -(3) ъ (2} , а (2) в(1), получим t (4 где K() (Z/Y) . Умножив и разделив правую часть уравнени  (4) на площадь у попереч ного сечени  j-ro участка шиньа 5 , получим: где i (f S . Электродинамическа  сила, действ юща  на j-ый участок шины с током i равна Рх (Ьг-Сгсовет Л.(6 где Fy J - проекци  электродинами ческой силы на ось X, В - проекци  магнитной инZCOKCT дукции на ось z от ток протекающего в j-ом участке в месте распол жени  j-ro преобразова тел  Холла,А - посто нный коэффициент При большом разбиении шины на участки, на каждом из которых устанавливаютс  преобразователи Холла, составл юща  В . резко уменьшаетс , поэтс иу при некотором количест ве преобразователей Холла этой составл ющей можно пренебречь. Тогда выражение (6) примет вид . Учитыва  полученное вьфажение дл  силы F , уравнение (5) можно записать u ) . Таким образом, напр жение на выходе каждого преобразовател  Холла пропорционально электродинамической силе, действующей на j-ыЛ участок шины. Соединив Холловские электроды последовательно (фиг.2), получим сигнал , равный и-1р.). Все Y преобразователи Холла выбираем с одинаковыми коэффициентами К (этого можно добитьс  последовательным включением в цепь управлени  доОавочного сопротивлени  8). Площгщи .шины s также выбираем одинаковыми. Тогда вы1эажение дл  выходного сигнаO K /e AXbi j-- Следоват.ельно, суммарный выходной сигнал с п преобразовател ми Холла равен величине электродинамической силы, действующей на шину длиной С в направлении, параллельном оси X, умноженной на посто нные коэффициенты. Формула изобретени  Способ измерени  электродинамических сил, действукицих на токонесущие шины, основанный на преобразовании величины электродинамического усили  в электрический сигнал, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности измерени ,размещают преобразователи Холла на внешней поверхности токонесущей шины по всему периметру,плоскость преобразователей Холла ориентируют вдоль направлени  измерени  электродинамической силы, причем выходные электроды преобразователей Холла соедин ют между собой последовательно, а управл ющие электроды гальванически соедин ют через сопротивлени  с поверхностью токонесущей шины и -регистрируют напр жение на выходе, по которому определ ют электродинамическую силу, Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Азторское свидетельстве СССР I 575505, кл. G01 Ь 1/14, 1977 (прототип ) .The output signal of each Hall converter generates a signal equal to where and is the voltage at the output of the J ro converter of the Hall converter, 1 is the current in the control circuit; f is the projection of the magnetic induction on the Z axis at the location of the j-ro L-Hall transform, oi- the sensitivity of the j-Ro Hall-transducer. The current in the control circuit is: J, j .J -. voltage between pins 3 and 4 (fis.1) on the segment; tires, length I; - Input resistance of the Hall converter. In turn, the voltage is equal to uf (g / Y, M where E is the intensity of the electric field on the surface of the tire directed parallel to f from: O is the current density on the surface of the bus, directed parallel to the Y axis; Y is specific, is the conductivity of the material tires. Substituting the expression - (3) ъ (2}, and (2) in (1), we get t (4 where K () (Z / Y). Multiplying and dividing the right side of equation (4) by the area of the transverse the j-ro section of the busbar 5, we get: where i (f S. Electrodynamic force acting on the j-th part of the bus with current i is equal to Рх (Li-Sgowet L. (6 where Fy J is the projection by electrodynamics) second force on the X axis, B — projection of the magnetic inZCOKCT duction on the z axis from the current flowing in the j-th section at the location of the j-ro Hall body transform, A - constant factor With a large splitting of the tire into sections, on each of which the Hall transducers are installed, the V component is sharply reduced, so with a certain number of the Hall transducers, this component can be neglected. Then expression (6) takes the form. Taking into account the resulting expansion for force F, equation (5) can be written u). Thus, the voltage at the output of each Hall transducer is proportional to the electrodynamic force acting on the j-L section of the bus. Connecting the Hall electrodes in series (figure 2), we get a signal equal to -1 pp.). All Y Hall transducers are selected with the same K coefficients (this can be achieved by sequential connection to the control circuit of the supply resistance 8). We also select the same tires. Then the output for the output signal O K / e AXbi j-- Consequently, the total output signal with n Hall converters is equal to the magnitude of the electrodynamic force acting on the bus of length C in the direction parallel to the X axis multiplied by constant coefficients. Claims The method of measuring electrodynamic forces acting on current-carrying tires, based on converting the magnitude of the electrodynamic force into an electrical signal, characterized in that, in order to improve the measurement accuracy, the Hall converters are placed on the outer surface of the current-carrying tire all along the perimeter, the plane of the Hall converters is oriented along electrodynamic force measurement directions, with the output electrodes of the Hall transducers connected in series, and Equalizing electrodes are galvanically connected through resistances to the surface of the current-carrying bus, and the voltage at the output, which determines the electrodynamic force, is recorded. Sources of information taken into account in the examination 1. Aztor certificate of the USSR I 575505, Cl. G01 L 1/14, 1977 (prototype).