传统的自激振荡磁通门电路测量直流是通过测量采样电阻上的电压信号进行信号 采集, 其中有用信号为采样电阻上电压信号的平均值, 实际电路在测量直流时通过低通 滤波器 LPF 即可完成平均值电压信号解调。然而当测量交直流信号时, 由于一次侧电流 中有交流信号, 其在激磁绕组上产生的感应电流信号势必会影响铁芯激磁过程, 此时铁 芯的激磁过程变得更为复杂, 非线性特征更为明显, 使激磁电流中产生大量高频的无用 谐波, 而低通滤波器 LPF 虽然结构简单, 成本低,但是其滤波效果有限, 导致高频谐波 滤波后仍有残留, 其伴随有用信号进入误差控制模块,将影响终测量结果的准确性。 因此,本文设计的新型交直流电流传感器,通过低通滤波器 LPF 配合高通滤波器 HPF 对取自采样电阻 RS1 上的电压信号进一步处理,有效滤除其中的无用高频谐波信号,以 提高零磁通交直流检测器测量精度。当无被测电流时,激励磁场周期性作用于磁芯上,磁芯的状态将周期性地双稳态势能函数的这两个稳态点之间。苏州循环测试电流传感器
磁通门探头的磁通变化由激励电流以及初级被测电流的共同变化得出,引入了闭环结构,由于被测初级电流上的存在引起电感值变化,应用闭环原理进行检测以及补偿,补偿电流Zs输入到传感器的次级线圈中,使得开口处场强为0,电感返回至一个参考值。初级电流和次级电流的关系就会由匝数比很明确的给出来。无锡纳吉伏提出了一种紧凑式结构的磁通门传感器,该结构减少了一个磁芯, 应用套环式双磁芯,内部环形磁芯及缠绕在其上的反馈以及激励线圈与初级线圈应用积分反馈式磁通门电流传感器测量方式。外部环绕着反馈线圈的环形磁芯与初级线圈构成电流互感器用以测量高频交流电。这一结构的提出进一步减小了测量探头的体积及功耗。但是却是以付出精确度为代价的,因为套环式结构外部磁芯通过的磁场要远远小于通过内部磁环的,这样会影响电流互感器的测量精度;另外,单磁环无法解决磁通门原理中的变压器效应带来的影响。北京充电桩检测电流传感器价格大全在电力系统中,电流测量对于确保电力系统的稳定运行至关重要。
通过对自激振荡磁通门传感器的起振原理及正反向直流测量时激磁电流变化过程进行详细的分析,自激振荡磁通门电路测量时具有如下特点:(1)自激振荡磁通门起振时需要满足大充电电流Im大于铁芯C1激磁电流阈值Ith,即满足Im>Ith。(2)铁芯C1工作在正负交替饱和的周期性状态。(3)当Ip=0时,采样电压VRs一个周波内平均值为0;当Ip>0时,采样电压VRs一个周波内平均值为负;当Ip<0时,采样电压VRs一个周波内平均值为正;由上述分析可知,采样电压的平均值大小反映了一次电流的量值大小和方向。接下来本文将对自激振荡磁通门的数学模型进行详细的推导,探究采样电压大小与一次电流的定量关系,探究交直流情况下自激振荡磁通门测量原理是否适用,以及自激振荡方波周期的定量表达式,并结合满足铁芯C1交替饱和所需的约束条件,对自激振荡磁通门电路设计原则及参数选择进行探讨。
假设初始状态输出电压 VO 在 t=0 时刻 VO=VOH 。根据电阻分压关系可得电路的正反 馈系数 ρ=R1/(R1+R2) ,且运放同相端电压 V+=ρVOH 。此时运放反相端电压 V-=V+=ρVOH, 在 0~t1 时刻,对非线性电感 L 进行正向充电,充电电流大小受到电阻分压及采样电阻 RS 限制,充电电流从 0 开始增大,最大值为 Im=ρVOH/RS。在 0~t1 期间,铁芯 C1 工作点 始终在线性区 A,线性区激磁感抗 ZL 较大, 激磁电流 iex 缓慢增长到正向激磁电流阈值 Ith ,此时铁芯 C1 工作点开始进入正向饱和区 B。在电动汽车中,电流测量可以帮助驾驶员了解电池的充电状态和放电效率,以确保车辆的安全和高效运行;
零磁通交直流检测器的信号处理电路主要包括低通滤波器LPF及高通滤波器HPF以及环形铁芯C2及反相放大器U2及采样电阻RS2的相关设计。保证环形铁芯C1与环形铁芯C2的对称性以及激磁电流iex1与激磁电流iex2的对称性是系统达到零磁通闭环测量的重要条件,因此环形铁芯C2与环形铁芯C1磁性参数及几何参数完全相同,其上绕制激磁绕组W2匝数N2=N1。采样电阻RS2选取与采样电阻RS1同阻值、同型号电阻。反相放大器U2选择与比较放大器U1相同型号规格的运算放大器,但在电路上构成单位比例反相放大器,其输出端串接激磁绕组W2及采样电阻RS2。低通滤波器LPF及高通滤波器HPF的实现方法很多。常见的滤波器包括无源RC滤波器及有源RC滤波器。有源滤波器需要外部电源供电及运算放大器,增加了电路成本及功耗。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。重庆漏电保护电流传感器价格大全
当磁芯处于非饱和状态时,磁导率近似为一个不变的常数。苏州循环测试电流传感器
加拿大学者 N.L.Kuster 、W.J.M.Moore 等,通过在交流比较仪结构基础上改进,将交流检测模块换为基于二次谐波磁调制器结构的直流检测器,设计相应的倍频电路及二次谐波解调电路,完成了直流比较仪研制,研制的变比为400:1 的直流比较仪比例精度在满量程时为1ppm。欧洲核子研究中心(CENR)的 K.Unser,将磁调制器技术与磁积分器技术结合,研制出用于质子同步器系统中粒子流检测的宽频电流互感器,该方法扩展了电流测量带宽,但交直流测量只能单独进行,交流通道与直流通道相互独立。近年来,国内在直流测量领域研究颇多的是华中科技大学和中国计量科学研究院,中国计量科学研究院的郭来祥对磁调制器理论研究颇深,通过应用图解法对三折线模型下的二次谐波式磁调制器进行了系统的研究,在多种激磁方法的比较中发现恒流方波激磁与恒压方波激磁效果比较好,磁调制器灵敏度比较好,并对磁调制器灵敏度进行定量计算,对磁调制器基础理论研究的完善做出巨大贡献。苏州循环测试电流传感器