Датчики физических величин: обратная связь с разработчиками

PDF версия
В статье рассмотрена взаимосвязь между разработчиками первичных датчиков и разработчиками аппаратуры, в которой используются эти датчики. Приведены основные параметры таких приборов, позволяющих измерять постоянный и переменный ток в специфических условиях различных производств.

Отделение датчиков АО «НИИЭМ» (г. Истра, Московская обл.) специализируется на разработке бесконтактных датчиков основных физических величин. Уже более 15 лет сотрудники АО «НИИЭМ» занимаются созданием и организацией выпуска на своей производственной базе современных датчиков измерения тока, напряжения, активной мощности, а также интеллектуальных токовых клещей [1, 2]. Принцип действия таких приборов основан на бесконтактном измерении магнитного поля, создаваемого протекающим током, с помощью магниточувствительных датчиков Холла.

За эти годы в производстве освоено около 400 модификаций изделий, что нередко представляет серьезную проблему выбора того или иного первичного датчика для разработки соответствующей аппаратуры. В связи с этим специалистам АО «НИИЭМ» приходится часто консультировать и тесно общаться с разработчиками приборов и аппаратуры, представляющими самые разные отрасли промышленности. Консультации, предоставленные специалистами АО «НИИЭМ», позволяют не только сэкономить время проектировщиков аппаратуры, но и повысить качество этой аппаратуры с помощью нужного датчика.

Этот процесс общения имеет и обратную сторону, что не менее важно и для разработчиков датчиков. Во‑первых, так определяются отрасли, в которых наиболее востребованы датчики. Во‑вторых, подобное общение дает толчок для создания новых устройств или модификации существующих аналогов.

В качестве примера можно привести историю появления нового датчика измерения постоянного и переменного тока до 5000 А. Требования к датчику представили сотрудники ряда предприятий электрометаллургии и разработчики подвижного состава для железной дороги. Дело в том, что импортный датчик для этих целей резко вырос в цене, а линейка, выпускаемая АО «НИИЭМ» до последнего времени, была ограничена приборами контроля до 3000 А (датчик ДТХ‑3000 под круглую токовую шину и ДТХ‑3000Ж — под плоскую [2]).

В результате сотрудничества с заказчиками появился новый датчик измерения постоянного и переменного тока с компенсационной обмоткой ДТХ‑5000 (рисунок). Устройство отличается низким собственным потреблением (не более 1 А), хорошей точностью измерений (погрешность не выше 0,4%), датчик рассчитан под плоскую токовую шину с габаритами 196×220×144 мм. ДТХ‑5000 позволяет при длительной перегрузке измерять токи до 6500 А. Ну и конечно, основное его преимущество — отпускная цена, которая почти в 4 раза ниже зарубежного аналога. Сегодня стоимость датчика ДТХ‑5000 составляет 22 000 руб., а у аналогичного импортного датчика LT‑4000‑S (Швейцария) она достигает 89 000 руб.

Внешний вид датчика измерения постоянного и переменного тока ДТХ 5000

Рисунок. Внешний вид датчика измерения постоянного и переменного тока ДТХ 5000

Дополнительным преимуществом применения отечественных датчиков является возможность прямого контакта с разработчиками. Особенно это важно при реализации каких-либо специфических требований, связанных с условиями производства. В этом случае приходится совместно искать нестандартные решения как для электронной начинки, так и для компоновки конструкции решения.

Пример таких специфических особенностей — требования к электрофизической аппаратуре, применяемой, например, в процессе электролиза цинка и сплавов на его основе. Известно, что качество электролиза во многом определяется химическим составом электролита и плотностью тока. В производстве ОАО «Электроцинк» сегодня используются источники напряжения в виде высоковольтных агрегатов. Причем получаемые с таких агрегатов напряжение и постоянный ток могут меняться в зависимости от состояния электрофильтров и характеристик рабочей среды. Блок управления выпрямительным высоковольтным агрегатом повышает напряжение вплоть до наступления пробоя. В этот момент напряжение снижается на определенную величину, и спустя некоторое время вновь происходит повышение напряжения. Таким образом, электрофильтр работает при максимально возможном напряжении, а момент наступления пробоя определяется расстоянием между электродами и характеристиками самого фильтра. Ток электрофильтра является характеристикой его работы, отсюда и постановка задачи: необходимо с помощью датчика постоянно контролировать величину тока электрофильтра.

Решение проблемы осложняется тем, что в производстве используется специальный кабель для работы на высоких напряжениях. В нашем случае — кабель питания электрофильтра с изоляцией диаметром ∅70 мм и напряжением до 75 кВ. Это определяет габаритные размеры датчика. А электрическая схема создаваемого датчика должна обеспечивать измерение постоянного тока до 400 мА с выходным стандартизованным сигналом по току 4–20 мА или по напряжению 0–10 В, что определяет компоновку печатной платы.

Реализовывать такой датчик с помощью стандартного метода измерения тока посредством датчика Холла нецелесообразно, поскольку паразитные сигналы датчика Холла и их температурные изменения не позволяют получить приемлемую погрешность измерения постоянного тока. Вот почему при разработке столь специфического датчика тока в качестве чувствительного элемента использовался феррозонд.

Феррозонд известен в измерительной технике уже давно и обладает как преимуществами, так и существенными недостатками по сравнению с датчиками Холла. Но современная схемотехника и качественные компоненты позволяют устранить недостатки и обеспечить измерение малых постоянных токов с небольшими (<1%) погрешностями.

Конструктивно разрабатываемый датчик состоит из двух магнитопроводов с обмотками, которые обеспечивают работу феррозонда, печатной платы с электронными элементами, а те, в свою очередь, задают рабочую точку феррозонда и формирователя стандартного токового выхода 4–20 мА.

Устройство монтируется в пластмассовом корпусе размерами 300×300×100 мм. Диаметр отверстия под токовую шину ∅200 мм, что позволяет пропустить через датчик токовую шину электрофильтра с кабельным наконечником и обеспечивает необходимую гальваническую изоляцию.

Литература
  1. Портной Г. Датчики электрических величин для электроэнергетики и электропривода // Электронные компоненты. 2005. № 11.
  2. Портной Г., Болотин О., Разумовский К. Новые компоненты на рынке бесконтактных датчиков тока // Компоненты и технологии. 2012. № 9.
  3. niiem46.ru

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

?>
نيك مصرى رومانسى free69tubex.com سكس العاده سكس عربى خليجى arabsexflesh.com صور طيز شباب hot sexy x videos pornfucky.net indian garls sex 美人で照れ屋なボクの彼女がなんとも嬉しい宅コスレイヤーだった!?コスプレえいみのえちえちしちゃうぞ!! 深田えいみ javunsensored.com 倉木しおり shakeela hot movies momandboyporn.net mallu outdoor hestai hentai hentai24x7.com akai mato hentai tuff henti hentaicamz.com tsuruta bungaku dharmapuri sivraj indianboobfuck.net porn india free hcbdsm indianfuckblog.com dekhne wala bf gokusaishiki no nise ai manga-hentai.net ikoku na retro hentai mallu devika porn freepornmoviestubex.com indian sex reap はるのるみ javshare.info 超敏感juicy妹は処女ビッチ~はじめてのエンコーからイキまくりギャルのエロエロ快楽堕ち即パコ性活~ 新人 緊張しながら頑張る姿が超絶可愛いデビュー作鉄板品 天野玲 ero-video.mobi rune'spharmacy ~ティアラ島のお薬屋さん صور مص زب متحركه com-porno.com صور ستات عاريه my free hentai comics besthentai.org cardcaptor hentai