Поясом или катушкой Роговского называют измерительный трансформатор.
Он создается в виде длинного соленоида с равномерной намоткой и произвольными замкнутыми формами. Один из выводов катушки приводится к другому по оси соленоида. Прибор назван в честь ученого Вальтера Роговского. Для наружного пояса Роговского характерна пропорциональность электродвижущей силы изменению тока.
Применение
Катушка Роговского применяется в измерительной технике в качестве трансформатора электрического тока, например, в счетчиках для измерения количества электроэнергии.
Катушка Роговского находит свое постоянное применение в измерении повышенных значений токов, а также весьма полезна при создании гальванической развязки между измеряющим устройством и измеряемой цепью. Выходное напряжение соответствует напряжению в измеряемой цепи с точностью до константы.
К недостаткам устройства можно отнести его большое волновое сопротивление, малую чувствительность и большую продолжительность нарастания сигналов на выходе. Эти нюансы затрудняют процесс измерения коротких импульсов с наносекундным фронтом.
Устройство
Конструкция катушки Роговского представлена в виде токового трансформатора с воздушным сердечником. Подходит для измерения пульсации токов и для измерения импульсов тока.
Необработанные выходные сигналы пропорциональны производной тока в первичных цепях. Для восстановления сигналов, пропорциональных току, необходимо применять интеграторы или фильтры нижней части.
Катушки наматываются на воздушный сердечник подходящего размера. Через его отверстие пропускается шина с измеряемым током. Для уменьшения паразитных емкостей, витки должны наматываться в одну сторону на равных расстояниях.
Чтобы исключить влияние витков, создаваемое катушкой, её конец возвращается к началу вдоль окружностей тороида. В связи с небольшим входным напряжением, как правило, катушка экранируется от электрических помех. Экраны при этом не должны образовывать коротко замкнутых витков. Выводы катушки также экранируются, при этом один из выводов соединяется с экраном и заземляется.
Выходные сигналы катушек Роговского можно интегрировать при помощи простых RС-цепей, образующих фильтры низких частот. Также можно применять операционный усилитель. RС-фильтры не требуют дополнительного питания.
Сигналы на низких частотах в них довольно малы. В продаже встречаются пояса Роговского, выполненные в виде тонких длинных соленоидов, которые обвиваются и фиксируются вокруг проводников с контролируемым током.
Катушки Роговского не чувствительны к магнитному полю с постоянной амплитудой в пределах их расположения. А вот градиенты магнитных полей, если они меняются во времени, создают ложные сигналы.
Чтобы их уменьшить, следует применять катушку настолько малого размера, насколько позволят другие элементы конструкции. Катушки Роговского калибруются на частотах 50 или 60 Гц. Полосы частот фильтров или интеграторов должны достигать этих значений.