VRS1 为采样电阻 RS1 上电压信号,V’RS2 为采样电阻 RS2 上电压信号 经高通滤波器 HPF 处理后的电压信号,当 HPF 时间常数设置合理, 可有效滤除采样电 阻 RS2 上电压信号中无用低频分量,因此在 V’RS2 保留反向的无用高频分量 VH2 。若参 数设置合理,而高频无用交流分量 VH1 和无用高频分量 VH2 恰好幅值大小相同,则理论 上通过高通滤波器 HPF 即完成了无用高频分量的滤除,从而获得更为纯净的有用低频 信号。然而实际电路无法保证环形铁芯 C1 与 C2 及其附加电路一致性,因此无法完成无 用高频分量完全消除。设计中,新型交直流电流传感器增加低通滤波器 LPF 进一步对 VR12 中高频分量进行滤除,从而完成了对信号解调电路的改进。这种误差可能由多种因素引起,包括但不限于:温度变化、电气噪声、机械磨损以及制造过程中的不准确性。天津车规级电流传感器厂家
除了上述环节,一次绕组WP由于电磁感应效应在反馈绕组WF上将产生感应电流,该过程输入信号为一次电流IP,输出信号为反馈绕组的激磁感抗jwLF上产生的感应电压。根据上述关系及图示电流参考方向,G5传递函数可表示为:G5=ZFNP=jwLFNP=jwμ0μeN2F(2Sc)NPNFNFlcNF此外系统的负反馈信号为反馈绕组WF在合成铁芯C12中产生的反向磁势,因此在图3-2中负反馈环节传递函数直接用反馈绕组匝数NF表示。根据电流传感器比例误差ε定义及式(3-12)可得:ε=N(N)P(F)I(I)P(S)一IP=1+G(N)1G2G3G4(FG4G5一)N(1)F(3-18)将式(3-13)至(3-17)带入上式进一步化简可得:ε=ZFNP一(RM+ZF)根100%RS1NP(1)(3-19)实际电路中一次绕组通常为单匝穿心导线,因此NP=1。天津车规级电流传感器厂家磁通门现象的发现,本身是磁测技术寻找新的实用方法的结果,也是铁磁学、冶金技术和电子技术发展的结果。
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。
传统的电流互感器或交流比较仪,当一次电流为交直流混合电流时,一次电流中的 直流分量并不适用于电磁感应原理, 因此全部的直流分量用于铁芯励磁,致使铁芯进入 饱和区, 此时电流互感器二次侧电流出现畸变, 导致一二次安匝失去平衡,交流误差显 著增大。非线性铁芯材料在直流分量下均会产生磁饱和问题,为了实现交直流电流 测量, 需对一次电流中直流分量在铁芯中产生的直流磁势进行补偿, 平衡铁芯中直流磁 势使铁芯磁饱和问题得到解决, 此时交流比较仪部分可实现交流精密测量[38] 。因此,实 现交直流电流精密测量的关键就是构建一二次交直流磁势平衡,通过磁势闭环实现主铁 芯零磁通工作状态。而传统自激振荡磁通门原理的电流传感器仍属于开环电流测量方法, 总体上电流测量精度无法达到很高, 其受电磁干扰及传感器本身线性度影响较大, 且当 一次电流中交直流同时存在时, 一次电流在激磁绕组产生感应纹波电流, 影响了交流分 量的检测精度。因此, 本文借鉴传统电流比较仪闭环结构及反馈环节,构建新型交直流 电流传感器的闭环零磁通电流测量方案, 来实现交直流电流精密测量。电流是物理学中的一个基本物理量,电流测量是电气测量中必不可少的一部分。
(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。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。芜湖储能电池测试电流传感器出厂价
基于低频滤波的硬件解调方法,用以简化软件中数据处理复杂程度。天津车规级电流传感器厂家
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。天津车规级电流传感器厂家