观察式(2-25)、(2-26),为了避免复杂运算,需要对ln运算进行化简。根据洛必达法则,假设Im<<IC,则有2Im/(IC-Im)→0,可对两式前半部分进行化简;假设Ith<<IC,βIp1<<IC,则有2Ith/(IC-Ith-βIp1)→0、2Ith/(IC-Ith+βIp1)→0,可对两式后半部分进行化简,化简结果如下:TP~τ12Im+(τ2-τ1)2IthIC-ImIC-Ith-βIp1TN~τ12Im+(τ2-τ1)2IthIC-ImIC-Ith+βIp1由化简后Tp、TN表达式可进一步计算得到:ΔT=T-T=4βIp1Ith(τ2-τ1)PN(IC-Ith-βIp1)(IC-Ith+βIp1)T=TP+TN=4Ith(IC-Ith)(τ2-τ1)+4Imτ1(IC-Ith-βIp1)(IC-Ith+βIp1)IC-Im只要磁芯磁导率随激励磁场强度变化,感应电势中就会出现随环境磁场强度变化的偶次谐波增量。宁波高线性度电流传感器供应商
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。宁波高稳定性电流传感器出厂价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。
式(3-3)表明新型交直流电流传感器灵敏度与终端测量电阻 RM 阻值成正比,与 反馈绕组匝数 NF 成反比。负号没有实际意义,表示输出与输入信号反相。同时,由于环形铁芯 C1 与环形铁芯 C2 工作在完全相反的激磁状态,采样电阻 RS2 上的交直流采样电压信号 VRS2 中的交直流电流信号理论上与 VRS1 幅值相同,而方向相 反。下一节将具体介绍反向激磁的环形铁芯 C2 在系统中的具体作用。新型交直流传感器是基于 PI 比例积分放大电路进行误差控制的,理论上比例积分 环节将会保证系统稳态误差为 0,而实际上闭环交直流传感器工作的电磁环境更为复杂, 在输入端除了一次绕组 WP 中交直流电流 IP 外,还有在环形铁芯 C1 上激磁绕组 W1 端的 激磁电压 Vex1 ,在输出端存在反馈绕组 WF 中的反馈电流。
国外关于直流分量对电力变压器影响研究颇多,直流分量的存在对于电力变压器铁芯的影响与电磁式电流互感器影响关注点略有不同,直流分量会导致电力变压器铁芯及其附近产生温升,同时在设备壳体监测到振动现象,均严重危害其正常运行。1989年,更是由于地磁感应直流导致电网变压器工作失衡,在加拿大魁北克地区造成电力系统失稳,随后出现电网崩溃。在直流分量对铁芯磁化程度对于电流互感器计量性能影响方面,捷克理工大学的 Karel Draxler 等人利用交直流电源作为信号源,通过罗氏线圈作为标准互感器输出标准信号,被测电磁式互感器输出作为被检信号,使用可变负载的电力电子模块作为被测互感器的负载,探究了直流分量大小以及负载功率因素变化对于比差和角差的影响。结果表明,随着负载的增加,直流偏磁将会使铁芯磁化程度加深,表现在测量结果上为比差向正方向增大,角差向负方向增大。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。
可以观察到基于铁芯C1磁化曲线的对称性及激磁方波电压的对称性,激磁电流波形正向峰值与反向峰值电流满足I+m=-I-m=Im=ρVOH/RS,且铁芯C1工作点在线性区与饱和区之间周期性变化,因此当自激振荡磁通门传感器一次测量电流为0时,激磁电流iex在单个周期内正负半波波形中心对称,即在单个周期内激磁电流iex平均值为0,对于信号采样而言,即在RS上的采样电压信号满足采样电压VRS平均值为0。接下来对一次电流为正向及反向直流时的自激振荡磁通门传感器振荡过程进行分析。当IP>0时,激磁电压波形Vex及激磁电流iex波形如图2-4中蓝色曲线所示,图中红色曲线为IP=0时激磁电流波形。在诸多弱磁场测量方法中,目前应用比较多的是霍耳效应器件、磁阻传感器、磁 通门传感器和光泵磁力仪等。深圳电流传感器 厂家
磁通门电流传感器由于其宽频响特性,可以满足这些应用的需求。宁波高线性度电流传感器供应商
磁通门传感器是一种根据电磁感应现象加以改造的变压器式的器件,只是它的变压器效应是用于对外界被测磁场进行调制。它的基本原理可以由法拉第电磁感应定律进行解释。磁通门传感器是采用某些高导磁率,低矫顽力的软磁材料(例如坡莫合金)作为磁芯,磁芯上缠绕有激励线圈和感应线圈。在激励线圈中通入交变电流,则在其产生的激励磁场的作用下,感应线圈中产生由外界环境磁场调制而成的感应电势。该电势包含了激励信号频率的各个偶次谐波分量,通过后续的各种传感器信号处理电路,利用谐波法对感应电势进行检测处理,使得该电势与外界被测磁场成正比。又因为磁通门传感器的磁芯只有工作在饱和状态下才能获得较大的信号,所以该传感器又称为磁饱和传感器。与磁通门相关的技术问世于20世纪30年代初期,首先在1931年,Thomas申请了关于磁通门的一项知识产权,接着,有关科学家们根据与磁现象相关的各种大量的实验,总结并提出磁通门技术的工作原理,且当时的实验精度达到了纳特(nT)级别。随后各国的科学家们对与磁通门相关的技术做了进一步的实验和探讨研究,从而证实了磁通门技术的实用性和可发展性,在随后的几十年里,利用该技术制造的各种仪器得到了不断的改进和完善。宁波高线性度电流传感器供应商