根据自激振荡磁通门传感器起振过程分析可知,铁芯工作在周期性正负交替饱和状态是磁调制过程的必要条件。倘若一次电流过大则导致铁芯只是工作在正向磁饱和区或只是工作在负向磁饱和区,此时铁芯单向饱和严重,磁化曲线严重畸变,无法完成电流准确测量。因此,按照一次电流磁势与自激振荡磁通门电路稳态充电电流IC所对应磁势的合成磁势大于铁芯C1饱和阈值电流Ith所对应磁势的原则,当一次电流为正向时,一次电流磁势大小满足:一NpIp+N1Ic之N1Ith化简式(2-43),可得一次电流Ip满足:Ip<N1(IC一Ith)Np同理在当一次电流为负向时,一次电流Ip满足:一N1(IC一Ith)Np(2-43)(2-44)(2-45)综合式(2-44),(2-45)可得自激振荡磁通门传感器测量一次电流Ip的范围为:一N1(IC一Ith)NpN1(IC一Ith)Np(2-46)式(2-46)中Ip表示一次电流峰值。激磁电压频率大于一次交流频率,因此可以将一次交流在每个极短的激磁电压周期内,看作缓慢变化的直流信号。青岛电池电流传感器价格
当一二次磁势平衡时,环形铁芯C1及C2磁势平衡方程满足:NPIP+NFIF=0(3-1)由式(3-1)可知,当系统达到平衡时,一次电流与反馈电流成比例,比例系数为NF/NP。即通过测量反馈绕组中的电流幅值大小即可对一次交直流电流幅值进行测量,反馈电流的相位与一次电流相位相反。实际新型交直流传感器通过测量串接在反馈绕组中的终端测量电阻RM上的终端测量电压信号VRM间接完成反馈电流测量,终端测量电压信号VRM与一次电流IP满足:I=IF=NNR(3-2)式(3-2)表明终端测量电压信号VRM与一次电流IP成比例,其中负号表示两者相位相反。同时根据式(3-2)可得新型交直流电流传感器的灵敏度SD1为:dVRMNPRMD1dIPNF重庆霍尔电流传感器厂家现货激励磁场振荡产生一个交变的磁场,这个交变的磁场会在被测导体中感应出电流。
设计的交直流电流检测器,激磁绕组W1匝数N1为175匝,稳压后激磁方波电压为±5V,根据式(4-3)及表4-2中铁芯参数可计算交直流电流检测器激磁频率为129Hz,满足检测带宽要求。采样电阻RS1的稳定性及精度直接影响零磁通交直流检测器测量结果的准确度,而且采样电阻阻值也直接影响零磁通交直流检测器的线性度。当RS1取值较大时,零磁通交直流检测器的灵敏度增大,而激磁电流峰值Im必然会减小,铁芯进入饱和状态的程度减弱,终将降低零磁通交直流检测器的线性度。而RS1取值较小时,激磁电流峰值Im必然会增大,则对选用的比较放大器U1其带载能力提出更高要求,且此时激磁电流增大,则基于电磁感应原理激磁绕组对反馈绕组的影响增大,终在终端测量电阻RM上产生感应噪声也越大。综上考虑,本文选择精度为0.1%、温度系数小于100ppm/℃的贴片电阻可满足要求。
实际自激振荡磁通门传感器基于 RL自激振荡电路完成对被测电流信号的磁调制过 程,其中使用比较器电路正反馈模式配合非线性电感完成自激振荡过程。分析一次侧电流 IP 为 0 的初始情况下,自激振荡磁通门电路起振过程中铁芯工 作点及激磁电流变化情况。正常工作时方波激磁电压 Vex 波形及通过非线性电感 L 的激 磁电流 iex 波形如图 2-3 所示, RL 多谐振荡电路开环增益为 Av ,输出方波电压正向峰 值为 VOH ,反向峰值为 VOL 。假设正向激磁电流阈值 I+th ,反向激磁电流阈值 I-th ,且满 足 I+th=-I-th=Ith 。正向充电电流 I+m ,反向充电电流 I-m ,且满足 I+m=-I-m=Im。外部磁场的干扰就不会对测量结果产生明显的影响。因此,磁通门电流传感器的抗干扰能力得到了显著提高。
导致正半周波自激振荡过程将不会在原时刻进入饱和区, 而是略有延后,即铁芯 C1 工作点将滞后进入正向饱和区 B;而在正向饱和区 B 及负向 饱和区 C 中,激磁电流峰值仍然满足 I+m=-I-m=Im=ρVOH/RS,且非线性电感时间常数未发 生变化, 因此铁芯 C1 饱和区自激振荡阶段, 激磁电流由 I+th1 正向增大至 I+m 的时间间隔 减小, 而激磁电流由 I-th1 负向增大至 I-m 的时间间隔增大。 由上述分析可知, 测量负向直 流时铁芯工作点的特征为:铁芯 C1 工作在正向饱和区 B 的时间小于于铁芯 C1 工作在负 向饱和区 C 的时间,使激磁电流 iex 波形上出现了正负半周波波形上的不对称性,即由 图 2-5 可知, 在一次电流 IP 为负时, 激磁电流 iex 在一个周波内, 正半周波电流平均值 大于负半周波电流平均值,采样电阻 RS 上采样电压 VRs 一个周波内平均值为正。单棒型磁通门传感器,是由一个圆柱型磁芯与其上缠绕的线圈组成。温州高稳定性电流传感器发展现状
磁通门电流传感器也可以用于测量直流电流,例如在电池充电和放电过程中,可以监测电池的电流和电量状态。青岛电池电流传感器价格
(1)交流电流对直流电流测量精度的影响测试交流分量对直流测量的影响时,在交直流传感器上均匀绕制直流绕组,其匝数Nd=30,分别测试在25A交流和250A交流时,交直流电流传感器对于直流电流的测量误差。红色曲线为0.05级直流电流互感器比差限值曲线,黄色曲线为250A交流下直流误差曲线,黑色曲线为25A交流下直流误差曲线。由图5-6可知,在25A及250A交流分量下,直流测量仍满足0.05级直流误差限值。交流分量大小对新型交直流电流传感器直流测量误差无明显影响。因此,本文设计的新型交直流电流传感器可完成不同交流分量下直流电流高精度测量。(2)直流分量对交流电流测量精度的影响在实验过程中,受限于传感器样机内径尺寸及直流绕组匝数限制,分别施加20A和50A直流电流,测试直流分量对交直流电流传感器的交流电流测量精度的影响。青岛电池电流传感器价格