रोगोवस्की कॉइल: Difference between revisions

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[[Image:Rogowski coil.png|thumb|रोगोस्की कुंडली तार का  [[toroid]] है जिसका उपयोग प्रत्यावर्ती धारा को मापने के लिए किया जाता है {{math|''I''(''t'')}} टोरॉयड से घिरे  केबल के माध्यम से। तस्वीर में करंट ले जाने वाली केबल को घेरते हुए रोगोस्की कुंडली को दिखाया गया है। कुंडल का उत्पादन, {{math|''v''(''t'')}}, वोल्टेज प्राप्त करने के लिए हानिपूर्ण इंटीग्रेटर सर्किट से जुड़ा है {{math|''V''<sub>out</sub>(''t'')}} के समानुपातिक है {{math|''I''(''t'')}}.]][[वाल्टर रोगोव्स्की]] के नाम पर  रोगोस्की कुंडली, [[प्रत्यावर्ती धारा को मापना]] या उच्च गति करंट नाड़ी को मापने के लिए एक विद्युत उपकरण है। इसमें कभी-कभी तार का  [[ कुंडलित वक्रता |कुंडलित वक्रता]] कुंडली होता है, जिसके  छोर से लीड कुंडली के केंद्र से होकर दूसरे छोर तक लौटता है, जिससे कि दोनों टर्मिनल कुंडली के एक ही सिरे पर हों। इस दृष्टिकोण को कभी-कभी 'प्रति-घाव' रोगोस्की के रूप में संदर्भित किया जाता है।
[[Image:Rogowski coil.png|thumb|रोगोस्की कुंडली तार का  [[toroid]] है जिसका उपयोग प्रत्यावर्ती धारा को मापने के लिए किया जाता है {{math|''I''(''t'')}} टोरॉयड से घिरे  केबल के माध्यम से। तस्वीर में करंट ले जाने वाली केबल को घेरते हुए रोगोस्की कुंडली को दिखाया गया है। कुंडल का उत्पादन, {{math|''v''(''t'')}}, वोल्टेज प्राप्त करने के लिए हानिपूर्ण इंटीग्रेटर परिपथ से जुड़ा है {{math|''V''<sub>out</sub>(''t'')}} के समानुपातिक है {{math|''I''(''t'')}}.]][[वाल्टर रोगोव्स्की]] के नाम पर  रोगोस्की कुंडली, [[प्रत्यावर्ती धारा को मापना]] या उच्च गति करंट नाड़ी को मापने के लिए एक विद्युत उपकरण है। इसमें कभी-कभी तार का  [[ कुंडलित वक्रता |कुंडलित वक्रता]] कुंडली होता है, जिसके  छोर से लीड कुंडली के केंद्र से होकर दूसरे छोर तक लौटता है, जिससे कि दोनों टर्मिनल कुंडली के एक ही सिरे पर हों। इस दृष्टिकोण को कभी-कभी 'प्रति-घाव' रोगोस्की के रूप में संदर्भित किया जाता है।


अन्य दृष्टिकोण  पूर्ण टोरॉयड ज्यामिति का उपयोग करते हैं जिसमें केंद्रीय उत्तेजना का लाभ होता है न कि कुंडली में रोमांचक खड़ी तरंगें। पूरी असेंबली को सीधे [[कंडक्टर (सामग्री)|संवाहक]]  के चारों ओर लपेटा जाता है जिसका करंट मापा जाना है। कोई धातु लोहा का अन्तर्भाग नहीं है। वाइंडिंग का घनत्व, कुंडली का व्यास और वाइंडिंग की कठोरता बाहरी क्षेत्रों के लिए प्रतिरक्षा को संरक्षित करने और मापन संवाहक की स्थिति के लिए कम संवेदनशीलता के लिए महत्वपूर्ण हैं।<ref name=":0">D.G. Pellinen, M.S. DiCipua, S.E. Sampayan, H. Gerbracht, and M. Wang, "Rogowski coil for measuring fast, highlevel pulsed currents," ''Rev.Sci.Instr.'' 51, 1535 (1980); http://dx.doi.org/10.1063/1.1136119.</ref><ref name=":1">John G. Webster, Halit Eren (ed.), ''Measurement, Instrumentation, and Sensors Handbook, Second Edition: Electromagnetic, Optical, Radiation, Chemical, and Biomedical Measurement'', CRC Press, 2014, {{ISBN|1-439-84891-2}}, pp. 16-6 to 16-7.
अन्य दृष्टिकोण  पूर्ण टोरॉयड ज्यामिति का उपयोग करते हैं जिसमें केंद्रीय उत्तेजना का लाभ होता है न कि कुंडली में रोमांचक खड़ी तरंगें। पूरी असेंबली को सीधे [[कंडक्टर (सामग्री)|संवाहक]]  के चारों ओर लपेटा जाता है जिसका करंट मापा जाना है। कोई धातु लोहा का अन्तर्भाग नहीं है। वाइंडिंग का घनत्व, कुंडली का व्यास और वाइंडिंग की कठोरता बाहरी क्षेत्रों के लिए प्रतिरक्षा को संरक्षित करने और मापन संवाहक की स्थिति के लिए कम संवेदनशीलता के लिए महत्वपूर्ण हैं।<ref name=":0">D.G. Pellinen, M.S. DiCipua, S.E. Sampayan, H. Gerbracht, and M. Wang, "Rogowski coil for measuring fast, highlevel pulsed currents," ''Rev.Sci.Instr.'' 51, 1535 (1980); http://dx.doi.org/10.1063/1.1136119.</ref><ref name=":1">John G. Webster, Halit Eren (ed.), ''Measurement, Instrumentation, and Sensors Handbook, Second Edition: Electromagnetic, Optical, Radiation, Chemical, and Biomedical Measurement'', CRC Press, 2014, {{ISBN|1-439-84891-2}}, pp. 16-6 to 16-7.
</ref><ref name=":2">Klaus Schon, ''High Impulse Voltage and Current Measurement Techniques: Fundamentals – Measuring Instruments – Measuring Methods'', Springer Science & Business Media, 2013, {{ISBN|3-319-00378-X}}, p. 193.</ref>
</ref><ref name=":2">Klaus Schon, ''High Impulse Voltage and Current Measurement Techniques: Fundamentals – Measuring Instruments – Measuring Methods'', Springer Science & Business Media, 2013, {{ISBN|3-319-00378-X}}, p. 193.</ref>


चूंकि कुंडली में प्रेरित [[वोल्टेज]] सीधे संवाहक में करंट के परिवर्तन (व्युत्पन्न) की दर के समानुपाती होता है, रोगोस्की कुंडली का आउटपुट आमतौर पर  आउटपुट सिग्नल प्रदान करने के लिए  इलेक्ट्रिकल (या इलेक्ट्रॉनिक) [[ करनेवाला |करनेवाला]] सर्किट से जुड़ा होता है। धारा के समानुपाती होता है। डिजिटल कन्वर्टर्स के लिए अंतर्निहित एनालॉग वाले सिंगल-चिप सिग्नल प्रोसेसर अक्सर इस उद्देश्य के लिए उपयोग किए जाते हैं।<ref name=":1" />इसे आउटपुट के साथ समानांतर में  कम अधिष्ठापन रोकनेवाला रखकर स्व-एकीकृत (जैसे, कोई बाहरी सर्किट नहीं) भी बनाया जा सकता है।<ref name=":0" />यह दृष्टिकोण सेंसिंग सर्किट को अधिक शोर प्रतिरोधी भी बनाता है।
चूंकि कुंडली में प्रेरित [[वोल्टेज]] सीधे संवाहक में करंट के परिवर्तन (व्युत्पन्न) की दर के समानुपाती होता है, रोगोस्की कुंडली का आउटपुट सामान्यतः  उत्पादन में संकेत प्रदान करने के लिए  विद्युतीय (या इलेक्ट्रॉनिक) [[जोड़नेवाला|जोड़ने वाला]] परिपथ से जुड़ा होता है, जो धारा के समानुपाती होता है। अंकीय परिवर्त्तक के लिए अंतर्निहित एनालॉग वाले एकल चिप संकेत संसाधित्र  अधिकांशतः इस उद्देश्य के लिए उपयोग किए जाते हैं।<ref name=":1" />इसे आउटपुट के साथ समानांतर में  कम अधिष्ठापन रोकनेवाला रखकर स्व-एकीकृत जैसे, कोई बाहरी परिपथ नहीं भी बनाया जा सकता है।<ref name=":0" />यह दृष्टिकोण संवेदन परिपथ को अधिक शोर प्रतिरोधी भी बनाता है।


== लाभ ==
== लाभ ==
इस प्रकार के कुंडली में अन्य प्रकार के वर्तमान ट्रांसफॉर्मर के फायदे हैं।
इस प्रकार के कुंडली में अन्य प्रकार के वर्तमान ट्रांसफॉर्मर के फायदे हैं।
   
   
* यह  बंद लूप नहीं है, क्योंकि दूसरा टर्मिनल वापस टॉरॉयड कोर (आमतौर पर  प्लास्टिक या रबर ट्यूब) के केंद्र के माध्यम से पारित किया जाता है और पहले टर्मिनल के साथ जुड़ा होता है। यह कुंडली को ओपन-एंडेड और लचीला होने की अनुमति देता है, जिससे इसे लाइव संवाहक के चारों ओर बिना परेशान किए लपेटा जा सकता है। हालांकि, उस मामले में मापा संवाहक की स्थिति महत्वपूर्ण है: यह दिखाया गया है कि, लचीले सेंसर के साथ, सटीकता पर स्थिति का प्रभाव 1 से 3% तक होता है।  अन्य तकनीक सटीक लॉकिंग तंत्र के साथ दो कठोर घुमावदार हिस्सों का उपयोग करती है।<ref name=":2" />* इसकी कम प्रेरण के कारण, यह कई नैनोसेकंड तक तेजी से बदलती धाराओं का जवाब दे सकता है।<ref name=":3">Slawomir Tumanski, ''Handbook of Magnetic Measurements'', CRC Press, 2011, {{ISBN|1-439-82952-7}}, p. 175.</ref>
* यह  बंद लूप नहीं है, क्योंकि दूसरा टर्मिनल वापस टॉरॉयड कोर (सामान्यतः  प्लास्टिक या रबर ट्यूब) के केंद्र के माध्यम से पारित किया जाता है और पहले टर्मिनल के साथ जुड़ा होता है। यह कुंडली को ओपन-एंडेड और लचीला होने की अनुमति देता है, जिससे इसे लाइव संवाहक के चारों ओर बिना परेशान किए लपेटा जा सकता है। हालांकि, उस मामले में मापा संवाहक की स्थिति महत्वपूर्ण है: यह दिखाया गया है कि, लचीले सेंसर के साथ, सटीकता पर स्थिति का प्रभाव 1 से 3% तक होता है।  अन्य तकनीक सटीक लॉकिंग तंत्र के साथ दो कठोर घुमावदार हिस्सों का उपयोग करती है।<ref name=":2" />* इसकी कम प्रेरण के कारण, यह कई नैनोसेकंड तक तेजी से बदलती धाराओं का जवाब दे सकता है।<ref name=":3">Slawomir Tumanski, ''Handbook of Magnetic Measurements'', CRC Press, 2011, {{ISBN|1-439-82952-7}}, p. 175.</ref>
* क्योंकि इसमें संतृप्त करने के लिए कोई लोहे का कोर नहीं है, यह बड़ी धाराओं के अधीन होने पर भी अत्यधिक रैखिक है, जैसे कि [[विद्युत शक्ति संचरण]], [[वेल्डिंग]], या स्पंदित बिजली अनुप्रयोगों में उपयोग किया जाता है।<ref name=":3" />यह रैखिकता  उच्च-वर्तमान रोगोस्की कुंडली को बहुत छोटे संदर्भ धाराओं का उपयोग करके कैलिब्रेट करने में सक्षम बनाती है।<ref name=":1" /> * सेकेंडरी वाइंडिंग के खुलने का कोई खतरा नहीं।<ref name=":3" /> * कम निर्माण लागत।<ref name=":3" /> * तापमान मुआवजा सरल है।<ref name=":1" /> * बड़े करंट के लिए पारंपरिक करंट ट्रांसफॉर्मर को आउटपुट करंट को स्थिर रखने के लिए सेकेंडरी टर्न की संख्या में वृद्धि की आवश्यकता होती है। इसलिए, बड़े करंट के लिए रोगोस्की कुंडली  समतुल्य रेटिंग करंट ट्रांसफॉर्मर से छोटा होता है।<ref>Stephen A. Dyer, ''Wiley Survey of Instrumentation and Measurement'', John Wiley & Sons, 2004, {{ISBN|0-471-22165-1}}, p. 265.</ref>
* क्योंकि इसमें संतृप्त करने के लिए कोई लोहे का कोर नहीं है, यह बड़ी धाराओं के अधीन होने पर भी अत्यधिक रैखिक है, जैसे कि [[विद्युत शक्ति संचरण]], [[वेल्डिंग]], या स्पंदित बिजली अनुप्रयोगों में उपयोग किया जाता है।<ref name=":3" />यह रैखिकता  उच्च-वर्तमान रोगोस्की कुंडली को बहुत छोटे संदर्भ धाराओं का उपयोग करके कैलिब्रेट करने में सक्षम बनाती है।<ref name=":1" /> * सेकेंडरी वाइंडिंग के खुलने का कोई खतरा नहीं।<ref name=":3" /> * कम निर्माण लागत।<ref name=":3" /> * तापमान मुआवजा सरल है।<ref name=":1" /> * बड़े करंट के लिए पारंपरिक करंट ट्रांसफॉर्मर को आउटपुट करंट को स्थिर रखने के लिए सेकेंडरी टर्न की संख्या में वृद्धि की आवश्यकता होती है। इसलिए, बड़े करंट के लिए रोगोस्की कुंडली  समतुल्य रेटिंग करंट ट्रांसफॉर्मर से छोटा होता है।<ref>Stephen A. Dyer, ''Wiley Survey of Instrumentation and Measurement'', John Wiley & Sons, 2004, {{ISBN|0-471-22165-1}}, p. 265.</ref>
== नुकसान ==
== नुकसान ==
इस प्रकार के कुंडली के अन्य प्रकार के वर्तमान ट्रांसफॉर्मर पर कुछ नुकसान भी हैं।
इस प्रकार के कुंडली के अन्य प्रकार के वर्तमान ट्रांसफॉर्मर पर कुछ नुकसान भी हैं।
   
   
* वर्तमान तरंग प्राप्त करने के लिए कुंडली का आउटपुट  इंटीग्रेटर सर्किट के माध्यम से पारित किया जाना चाहिए। इंटीग्रेटर सर्किट को शक्ति की आवश्यकता होती है, आमतौर पर 3 से 24Vdc, और कई वाणिज्यिक सेंसर इसे बैटरी से प्राप्त करते हैं।<ref name=":4">Krzysztof Iniewski, ''Smart Sensors for Industrial Applications'', CRC Press, 2013, {{ISBN|1-466-56810-0}}, p. 346.
* वर्तमान तरंग प्राप्त करने के लिए कुंडली का आउटपुट  इंटीग्रेटर परिपथ के माध्यम से पारित किया जाना चाहिए। इंटीग्रेटर परिपथ को शक्ति की आवश्यकता होती है, सामान्यतः  3 से 24Vdc, और कई वाणिज्यिक सेंसर इसे बैटरी से प्राप्त करते हैं।<ref name=":4">Krzysztof Iniewski, ''Smart Sensors for Industrial Applications'', CRC Press, 2013, {{ISBN|1-466-56810-0}}, p. 346.
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* पारंपरिक स्प्लिट-कोर करंट ट्रांसफॉर्मर को इंटीग्रेटर सर्किट की आवश्यकता नहीं होती है। समाकलक हानिपूर्ण है, इसलिए Rogowski कुंडली में DC के लिए अनुक्रिया नहीं होती है; न ही  पारंपरिक वर्तमान ट्रांसफॉर्मर (डीसी के लिए नील प्रभाव कुंडली्स देखें)। हालांकि, वे 1 Hz और उससे कम आवृत्ति घटकों के साथ बहुत धीमी गति से बदलती धाराओं को माप सकते हैं।<ref name=":2" />
* पारंपरिक स्प्लिट-कोर करंट ट्रांसफॉर्मर को इंटीग्रेटर परिपथ की आवश्यकता नहीं होती है। समाकलक हानिपूर्ण है, इसलिए Rogowski कुंडली में DC के लिए अनुक्रिया नहीं होती है; न ही  पारंपरिक वर्तमान ट्रांसफॉर्मर (डीसी के लिए नील प्रभाव कुंडली्स देखें)। हालांकि, वे 1 Hz और उससे कम आवृत्ति घटकों के साथ बहुत धीमी गति से बदलती धाराओं को माप सकते हैं।<ref name=":2" />
== अनुप्रयोग ==
== अनुप्रयोग ==
सटीक वेल्डिंग सिस्टम, आर्क मेल्टिंग फर्नेस, या इलेक्ट्रोमैग्नेटिक लॉन्चर में वर्तमान निगरानी के लिए रोगोस्की कुंडली का उपयोग किया जाता है। उनका उपयोग विद्युत जनरेटर के शॉर्ट-सर्किट परीक्षण और विद्युत संयंत्रों की सुरक्षा प्रणालियों में सेंसर के रूप में भी किया जाता है। उपयोग का  अन्य क्षेत्र उनकी उच्च रैखिकता के कारण हार्मोनिक वर्तमान सामग्री का मापन है।<ref name=":4" />
सटीक वेल्डिंग सिस्टम, आर्क मेल्टिंग फर्नेस, या इलेक्ट्रोमैग्नेटिक लॉन्चर में वर्तमान निगरानी के लिए रोगोस्की कुंडली का उपयोग किया जाता है। उनका उपयोग विद्युत जनरेटर के शॉर्ट-परिपथ परीक्षण और विद्युत संयंत्रों की सुरक्षा प्रणालियों में सेंसर के रूप में भी किया जाता है। उपयोग का  अन्य क्षेत्र उनकी उच्च रैखिकता के कारण हार्मोनिक वर्तमान सामग्री का मापन है।<ref name=":4" />
== सूत्र ==
== सूत्र ==
[[File:RC PULSE.png|thumb|[[ स्विच्ड-मोड बिजली की आपूर्ति ]] | स्विच्ड-मोड लोड के लिए आरसी आउटपुट का उदाहरण तरंग। जैसा कि ऊपर बताया गया है, आउटपुट वेवफ़ॉर्म CH4 (हरा) वर्तमान वेवफ़ॉर्म CH2 (नीला) के व्युत्पन्न का प्रतिनिधित्व करता है; CH1 (पीला) 230 V AC मेन वेवफॉर्म है]]रोगोवस्की कुंडली द्वारा उत्पादित वोल्टेज है
[[File:RC PULSE.png|thumb|[[ स्विच्ड-मोड बिजली की आपूर्ति ]] | स्विच्ड-मोड लोड के लिए आरसी आउटपुट का उदाहरण तरंग। जैसा कि ऊपर बताया गया है, आउटपुट वेवफ़ॉर्म CH4 (हरा) वर्तमान वेवफ़ॉर्म CH2 (नीला) के व्युत्पन्न का प्रतिनिधित्व करता है; CH1 (पीला) 230 V AC मेन वेवफॉर्म है]]रोगोवस्की कुंडली द्वारा उत्पादित वोल्टेज है
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यह सूत्र मानता है कि घुमाव समान दूरी पर हैं और ये घुमाव कुंडल की त्रिज्या के सापेक्ष छोटे हैं।
यह सूत्र मानता है कि घुमाव समान दूरी पर हैं और ये घुमाव कुंडल की त्रिज्या के सापेक्ष छोटे हैं।


रोगोस्की कुंडली का आउटपुट वायर करंट के डेरिवेटिव के समानुपाती होता है। आउटपुट अक्सर एकीकृत होता है इसलिए आउटपुट तार के करंट के समानुपाती होता है:
रोगोस्की कुंडली का आउटपुट वायर करंट के डेरिवेटिव के समानुपाती होता है। आउटपुट अधिकांशतः एकीकृत होता है इसलिए आउटपुट तार के करंट के समानुपाती होता है:
:<math>V_\text{out} = \int v \,dt = \frac{-AN\mu_0}{l} I(t) + C_\text{integration}.</math>
:<math>V_\text{out} = \int v \,dt = \frac{-AN\mu_0}{l} I(t) + C_\text{integration}.</math>
व्यवहार में,  उपकरण हानिपूर्ण इंटीग्रेटर का उपयोग ब्याज की न्यूनतम आवृत्ति से बहुत कम समय के साथ करेगा। हानिपूर्ण इंटीग्रेटर ऑफ़सेट वोल्टेज के प्रभाव को कम करेगा और एकीकरण की निरंतरता को शून्य पर सेट करेगा।
व्यवहार में,  उपकरण हानिपूर्ण इंटीग्रेटर का उपयोग ब्याज की न्यूनतम आवृत्ति से बहुत कम समय के साथ करेगा। हानिपूर्ण इंटीग्रेटर ऑफ़सेट वोल्टेज के प्रभाव को कम करेगा और एकीकरण की निरंतरता को शून्य पर सेट करेगा।
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== समान उपकरण ==
== समान उपकरण ==
1887 में [[ ब्रिस्टल विश्वविद्यालय |ब्रिस्टल विश्वविद्यालय]] के [[आर्थर प्रिंस चैटॉक]] द्वारा रोगोस्की कुंडली के समान  उपकरण का वर्णन किया गया था।<ref>"On a magnetic potentiometer", ''Philosophical Magazine and Journal of Science'', vol. XXIV, no. 5th Series, pp.&nbsp;94&ndash;96, Jul-Dec 1887</ref> चट्टॉक ने इसका उपयोग धाराओं के बजाय [[चुंबकीय क्षेत्र]] को मापने के लिए किया। 1912 में वाल्टर रोगोव्स्की और डब्ल्यू स्टीनहॉस द्वारा निश्चित विवरण दिया गया था।<ref>Walter Rogowski and W. Steinhaus in "Die Messung der magnetischen Spannung", ''Archiv für Elektrotechnik'', 1912, 1, Pt.4, pp.&nbsp;141–150.</ref>
1887 में [[ ब्रिस्टल विश्वविद्यालय |ब्रिस्टल विश्वविद्यालय]] के [[आर्थर प्रिंस चैटॉक]] द्वारा रोगोस्की कुंडली के समान  उपकरण का वर्णन किया गया था।<ref>"On a magnetic potentiometer", ''Philosophical Magazine and Journal of Science'', vol. XXIV, no. 5th Series, pp.&nbsp;94&ndash;96, Jul-Dec 1887</ref> चट्टॉक ने इसका उपयोग धाराओं के बजाय [[चुंबकीय क्षेत्र]] को मापने के लिए किया। 1912 में वाल्टर रोगोव्स्की और डब्ल्यू स्टीनहॉस द्वारा निश्चित विवरण दिया गया था।<ref>Walter Rogowski and W. Steinhaus in "Die Messung der magnetischen Spannung", ''Archiv für Elektrotechnik'', 1912, 1, Pt.4, pp.&nbsp;141–150.</ref>
हाल ही में, रोगोस्की कुंडली के सिद्धांत पर आधारित कम लागत वाले वर्तमान सेंसर विकसित किए गए हैं।<ref>Patent for a planar Rogowski current sensor {{US patent|6414475}}, granted 2 Jul 2002.</ref> ये सेंसर  रोगोस्की कुंडली के सिद्धांतों को साझा करते हैं, जो बिना चुंबकीय कोर वाले ट्रांसफॉर्मर का उपयोग करके वर्तमान के परिवर्तन की दर को मापते हैं। पारंपरिक रोगोस्की कुंडली से अंतर यह है कि सेंसर को टॉरॉयडल कुंडली के बजाय प्लानर कुंडली का उपयोग करके निर्मित किया जा सकता है। सेंसर के माप क्षेत्र के बाहर कंडक्टरों के प्रभाव को अस्वीकार करने के लिए, ये प्लानर रोगोस्की वर्तमान सेंसर बाहरी क्षेत्रों की प्रतिक्रिया को सीमित करने के लिए टॉरॉयडल ज्यामिति के बजाय  गाढ़ा कुंडली ज्यामिति का उपयोग करते हैं। प्लानर रोगोस्की करंट सेंसर का मुख्य लाभ यह है कि कम लागत वाले [[मुद्रित सर्किट बोर्ड]] निर्माण का उपयोग करके सटीकता के लिए आवश्यक कुंडली वाइंडिंग परिशुद्धता प्राप्त की जा सकती है।
हाल ही में, रोगोस्की कुंडली के सिद्धांत पर आधारित कम लागत वाले वर्तमान सेंसर विकसित किए गए हैं।<ref>Patent for a planar Rogowski current sensor {{US patent|6414475}}, granted 2 Jul 2002.</ref> ये सेंसर  रोगोस्की कुंडली के सिद्धांतों को साझा करते हैं, जो बिना चुंबकीय कोर वाले ट्रांसफॉर्मर का उपयोग करके वर्तमान के परिवर्तन की दर को मापते हैं। पारंपरिक रोगोस्की कुंडली से अंतर यह है कि सेंसर को टॉरॉयडल कुंडली के बजाय प्लानर कुंडली का उपयोग करके निर्मित किया जा सकता है। सेंसर के माप क्षेत्र के बाहर कंडक्टरों के प्रभाव को अस्वीकार करने के लिए, ये प्लानर रोगोस्की वर्तमान सेंसर बाहरी क्षेत्रों की प्रतिक्रिया को सीमित करने के लिए टॉरॉयडल ज्यामिति के बजाय  गाढ़ा कुंडली ज्यामिति का उपयोग करते हैं। प्लानर रोगोस्की करंट सेंसर का मुख्य लाभ यह है कि कम लागत वाले [[मुद्रित सर्किट बोर्ड|मुद्रित परिपथ बोर्ड]] निर्माण का उपयोग करके सटीकता के लिए आवश्यक कुंडली वाइंडिंग परिशुद्धता प्राप्त की जा सकती है।


== यह भी देखें ==
== यह भी देखें ==

Revision as of 13:35, 29 April 2023

रोगोस्की कुंडली तार का toroid है जिसका उपयोग प्रत्यावर्ती धारा को मापने के लिए किया जाता है I(t) टोरॉयड से घिरे केबल के माध्यम से। तस्वीर में करंट ले जाने वाली केबल को घेरते हुए रोगोस्की कुंडली को दिखाया गया है। कुंडल का उत्पादन, v(t), वोल्टेज प्राप्त करने के लिए हानिपूर्ण इंटीग्रेटर परिपथ से जुड़ा है Vout(t) के समानुपातिक है I(t).

वाल्टर रोगोव्स्की के नाम पर रोगोस्की कुंडली, प्रत्यावर्ती धारा को मापना या उच्च गति करंट नाड़ी को मापने के लिए एक विद्युत उपकरण है। इसमें कभी-कभी तार का कुंडलित वक्रता कुंडली होता है, जिसके छोर से लीड कुंडली के केंद्र से होकर दूसरे छोर तक लौटता है, जिससे कि दोनों टर्मिनल कुंडली के एक ही सिरे पर हों। इस दृष्टिकोण को कभी-कभी 'प्रति-घाव' रोगोस्की के रूप में संदर्भित किया जाता है।

अन्य दृष्टिकोण पूर्ण टोरॉयड ज्यामिति का उपयोग करते हैं जिसमें केंद्रीय उत्तेजना का लाभ होता है न कि कुंडली में रोमांचक खड़ी तरंगें। पूरी असेंबली को सीधे संवाहक के चारों ओर लपेटा जाता है जिसका करंट मापा जाना है। कोई धातु लोहा का अन्तर्भाग नहीं है। वाइंडिंग का घनत्व, कुंडली का व्यास और वाइंडिंग की कठोरता बाहरी क्षेत्रों के लिए प्रतिरक्षा को संरक्षित करने और मापन संवाहक की स्थिति के लिए कम संवेदनशीलता के लिए महत्वपूर्ण हैं।[1][2][3]

चूंकि कुंडली में प्रेरित वोल्टेज सीधे संवाहक में करंट के परिवर्तन (व्युत्पन्न) की दर के समानुपाती होता है, रोगोस्की कुंडली का आउटपुट सामान्यतः उत्पादन में संकेत प्रदान करने के लिए विद्युतीय (या इलेक्ट्रॉनिक) जोड़ने वाला परिपथ से जुड़ा होता है, जो धारा के समानुपाती होता है। अंकीय परिवर्त्तक के लिए अंतर्निहित एनालॉग वाले एकल चिप संकेत संसाधित्र अधिकांशतः इस उद्देश्य के लिए उपयोग किए जाते हैं।[2]इसे आउटपुट के साथ समानांतर में कम अधिष्ठापन रोकनेवाला रखकर स्व-एकीकृत जैसे, कोई बाहरी परिपथ नहीं भी बनाया जा सकता है।[1]यह दृष्टिकोण संवेदन परिपथ को अधिक शोर प्रतिरोधी भी बनाता है।

लाभ

इस प्रकार के कुंडली में अन्य प्रकार के वर्तमान ट्रांसफॉर्मर के फायदे हैं।

  • यह बंद लूप नहीं है, क्योंकि दूसरा टर्मिनल वापस टॉरॉयड कोर (सामान्यतः प्लास्टिक या रबर ट्यूब) के केंद्र के माध्यम से पारित किया जाता है और पहले टर्मिनल के साथ जुड़ा होता है। यह कुंडली को ओपन-एंडेड और लचीला होने की अनुमति देता है, जिससे इसे लाइव संवाहक के चारों ओर बिना परेशान किए लपेटा जा सकता है। हालांकि, उस मामले में मापा संवाहक की स्थिति महत्वपूर्ण है: यह दिखाया गया है कि, लचीले सेंसर के साथ, सटीकता पर स्थिति का प्रभाव 1 से 3% तक होता है। अन्य तकनीक सटीक लॉकिंग तंत्र के साथ दो कठोर घुमावदार हिस्सों का उपयोग करती है।[3]* इसकी कम प्रेरण के कारण, यह कई नैनोसेकंड तक तेजी से बदलती धाराओं का जवाब दे सकता है।[4]
  • क्योंकि इसमें संतृप्त करने के लिए कोई लोहे का कोर नहीं है, यह बड़ी धाराओं के अधीन होने पर भी अत्यधिक रैखिक है, जैसे कि विद्युत शक्ति संचरण, वेल्डिंग, या स्पंदित बिजली अनुप्रयोगों में उपयोग किया जाता है।[4]यह रैखिकता उच्च-वर्तमान रोगोस्की कुंडली को बहुत छोटे संदर्भ धाराओं का उपयोग करके कैलिब्रेट करने में सक्षम बनाती है।[2] * सेकेंडरी वाइंडिंग के खुलने का कोई खतरा नहीं।[4] * कम निर्माण लागत।[4] * तापमान मुआवजा सरल है।[2] * बड़े करंट के लिए पारंपरिक करंट ट्रांसफॉर्मर को आउटपुट करंट को स्थिर रखने के लिए सेकेंडरी टर्न की संख्या में वृद्धि की आवश्यकता होती है। इसलिए, बड़े करंट के लिए रोगोस्की कुंडली समतुल्य रेटिंग करंट ट्रांसफॉर्मर से छोटा होता है।[5]

नुकसान

इस प्रकार के कुंडली के अन्य प्रकार के वर्तमान ट्रांसफॉर्मर पर कुछ नुकसान भी हैं।

  • वर्तमान तरंग प्राप्त करने के लिए कुंडली का आउटपुट इंटीग्रेटर परिपथ के माध्यम से पारित किया जाना चाहिए। इंटीग्रेटर परिपथ को शक्ति की आवश्यकता होती है, सामान्यतः 3 से 24Vdc, और कई वाणिज्यिक सेंसर इसे बैटरी से प्राप्त करते हैं।[6]
  • पारंपरिक स्प्लिट-कोर करंट ट्रांसफॉर्मर को इंटीग्रेटर परिपथ की आवश्यकता नहीं होती है। समाकलक हानिपूर्ण है, इसलिए Rogowski कुंडली में DC के लिए अनुक्रिया नहीं होती है; न ही पारंपरिक वर्तमान ट्रांसफॉर्मर (डीसी के लिए नील प्रभाव कुंडली्स देखें)। हालांकि, वे 1 Hz और उससे कम आवृत्ति घटकों के साथ बहुत धीमी गति से बदलती धाराओं को माप सकते हैं।[3]

अनुप्रयोग

सटीक वेल्डिंग सिस्टम, आर्क मेल्टिंग फर्नेस, या इलेक्ट्रोमैग्नेटिक लॉन्चर में वर्तमान निगरानी के लिए रोगोस्की कुंडली का उपयोग किया जाता है। उनका उपयोग विद्युत जनरेटर के शॉर्ट-परिपथ परीक्षण और विद्युत संयंत्रों की सुरक्षा प्रणालियों में सेंसर के रूप में भी किया जाता है। उपयोग का अन्य क्षेत्र उनकी उच्च रैखिकता के कारण हार्मोनिक वर्तमान सामग्री का मापन है।[6]

सूत्र

स्विच्ड-मोड लोड के लिए आरसी आउटपुट का उदाहरण तरंग। जैसा कि ऊपर बताया गया है, आउटपुट वेवफ़ॉर्म CH4 (हरा) वर्तमान वेवफ़ॉर्म CH2 (नीला) के व्युत्पन्न का प्रतिनिधित्व करता है; CH1 (पीला) 230 V AC मेन वेवफॉर्म है

रोगोवस्की कुंडली द्वारा उत्पादित वोल्टेज है

कहाँ

  • छोटे लूपों में से का क्षेत्र है,
  • घुमावों की संख्या है,
  • घुमावदार की लंबाई है (अंगूठी की परिधि),
  • लूप में वर्तमान थ्रेडिंग के परिवर्तन की दर है,
  • वाल्ट ·दूसरा /(एम्पेयर ·मीटर) मुक्त स्थान की पारगम्यता है,
  • टोरॉयड की प्रमुख त्रिज्या है,
  • इसकी छोटी त्रिज्या है।

यह सूत्र मानता है कि घुमाव समान दूरी पर हैं और ये घुमाव कुंडल की त्रिज्या के सापेक्ष छोटे हैं।

रोगोस्की कुंडली का आउटपुट वायर करंट के डेरिवेटिव के समानुपाती होता है। आउटपुट अधिकांशतः एकीकृत होता है इसलिए आउटपुट तार के करंट के समानुपाती होता है:

व्यवहार में, उपकरण हानिपूर्ण इंटीग्रेटर का उपयोग ब्याज की न्यूनतम आवृत्ति से बहुत कम समय के साथ करेगा। हानिपूर्ण इंटीग्रेटर ऑफ़सेट वोल्टेज के प्रभाव को कम करेगा और एकीकरण की निरंतरता को शून्य पर सेट करेगा।

उच्च आवृत्तियों पर, रोगोव्स्की कुंडली का इंडक्शन इसके आउटपुट को कम कर देगा।

टॉरॉयड का इंडक्शन है[7]

समान उपकरण

1887 में ब्रिस्टल विश्वविद्यालय के आर्थर प्रिंस चैटॉक द्वारा रोगोस्की कुंडली के समान उपकरण का वर्णन किया गया था।[8] चट्टॉक ने इसका उपयोग धाराओं के बजाय चुंबकीय क्षेत्र को मापने के लिए किया। 1912 में वाल्टर रोगोव्स्की और डब्ल्यू स्टीनहॉस द्वारा निश्चित विवरण दिया गया था।[9] हाल ही में, रोगोस्की कुंडली के सिद्धांत पर आधारित कम लागत वाले वर्तमान सेंसर विकसित किए गए हैं।[10] ये सेंसर रोगोस्की कुंडली के सिद्धांतों को साझा करते हैं, जो बिना चुंबकीय कोर वाले ट्रांसफॉर्मर का उपयोग करके वर्तमान के परिवर्तन की दर को मापते हैं। पारंपरिक रोगोस्की कुंडली से अंतर यह है कि सेंसर को टॉरॉयडल कुंडली के बजाय प्लानर कुंडली का उपयोग करके निर्मित किया जा सकता है। सेंसर के माप क्षेत्र के बाहर कंडक्टरों के प्रभाव को अस्वीकार करने के लिए, ये प्लानर रोगोस्की वर्तमान सेंसर बाहरी क्षेत्रों की प्रतिक्रिया को सीमित करने के लिए टॉरॉयडल ज्यामिति के बजाय गाढ़ा कुंडली ज्यामिति का उपयोग करते हैं। प्लानर रोगोस्की करंट सेंसर का मुख्य लाभ यह है कि कम लागत वाले मुद्रित परिपथ बोर्ड निर्माण का उपयोग करके सटीकता के लिए आवश्यक कुंडली वाइंडिंग परिशुद्धता प्राप्त की जा सकती है।

यह भी देखें

संदर्भ

  1. ↑ 1.0 1.1 D.G. Pellinen, M.S. DiCipua, S.E. Sampayan, H. Gerbracht, and M. Wang, "Rogowski coil for measuring fast, highlevel pulsed currents," Rev.Sci.Instr. 51, 1535 (1980); http://dx.doi.org/10.1063/1.1136119.
  2. ↑ 2.0 2.1 2.2 2.3 John G. Webster, Halit Eren (ed.), Measurement, Instrumentation, and Sensors Handbook, Second Edition: Electromagnetic, Optical, Radiation, Chemical, and Biomedical Measurement, CRC Press, 2014, ISBN 1-439-84891-2, pp. 16-6 to 16-7.
  3. ↑ 3.0 3.1 3.2 Klaus Schon, High Impulse Voltage and Current Measurement Techniques: Fundamentals – Measuring Instruments – Measuring Methods, Springer Science & Business Media, 2013, ISBN 3-319-00378-X, p. 193.
  4. ↑ 4.0 4.1 4.2 4.3 Slawomir Tumanski, Handbook of Magnetic Measurements, CRC Press, 2011, ISBN 1-439-82952-7, p. 175.
  5. ↑ Stephen A. Dyer, Wiley Survey of Instrumentation and Measurement, John Wiley & Sons, 2004, ISBN 0-471-22165-1, p. 265.
  6. ↑ 6.0 6.1 Krzysztof Iniewski, Smart Sensors for Industrial Applications, CRC Press, 2013, ISBN 1-466-56810-0, p. 346.
  7. ↑ "Toroid Inductor Formulas and Calculator".
  8. ↑ "On a magnetic potentiometer", Philosophical Magazine and Journal of Science, vol. XXIV, no. 5th Series, pp. 94–96, Jul-Dec 1887
  9. ↑ Walter Rogowski and W. Steinhaus in "Die Messung der magnetischen Spannung", Archiv für Elektrotechnik, 1912, 1, Pt.4, pp. 141–150.
  10. ↑ Patent for a planar Rogowski current sensor U.S. Patent 6,414,475, granted 2 Jul 2002.


बाहरी संबंध

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