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。560Ah产品原型样件已推出。循环寿命普遍达到8000次,12000次超长寿命产品完成开发。南京化成分容电流传感器定制
电流精密测量研究一直以来都是计量领域的重点研究方向之一。测量电流基本的原理是法拉第电磁感应原理,由此发展出电流互感器。而研究发现电流互感器正常工作时,需要励磁电流对主铁芯进行磁化,而铁芯磁化曲线具有非线性特征,因此励磁电流也表现出非线性特征。非线性励磁电流为电流互感器误差的根本原因。一开始基于电流互感器结构对交流精密测量提出改进措施的是南斯拉夫尼古拉特斯拉(Insititue Nikola Tesla)研究所,其结合指零仪提出交流比较仪结构,通过外加电流源对励磁电流进行补偿,使得一二次安匝平衡,然后完成电流互感器精度的提升,其研究成果用于电流互感器的计量性能测试。1950 年之后,加拿大学者 N.L.Kuster 等,通过对原有比较仪结 构参数进行优化,研制出了比例精度高于0.1ppm 的交流比较仪。随后1964 年,N.L.Kuster 和 W.J.M.Moore 在原有交流比较仪结构的基础上,将其与传统电磁式电流互 感器结构结合,提出了补偿式电流比较仪概念,所研制的宽量程补偿式交流比较仪在 5A 至1200A量程内,比例精度达到 5ppm。九江大量程电流传感器发展现状抗电磁干扰:由于磁通门传感器是通过测量磁通量来间接测量电流的,因此它可以抵抗电磁干扰的影响。
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。
值得注意的是,当激磁电压频率fex较小或与一次被测电流自身频率相近时,由于电磁感应原理在激磁绕组产生工频50Hz感应电流信号,此时在在单个激磁电流波形中,无法对有效区分频率相近的50Hz感应电流信号和与激磁电压频率一致的激磁电流信号。因此自激振荡磁通门方法对激磁电压频率的设置一般需按照香农采样定理原则,即激磁电压频率大于两倍被测电流频率fex≥2f。图2-6~2-8分别为通过Tek示波器(TDS2012B)所观察,当IP=1A直流,IP=-1A直流及IP=1A交流时,采样电阻RS1上激磁电流波形。尽管分流器被设计为按照精确的比例分配电流,但实际应用中可能会存在一定的误差。
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。在磁通门传感器的设计中,通常会采用一个激励磁场,这个磁场会持续振荡,从而可以等效为消磁磁场。镇江高稳定性电流传感器出厂价
为保证磁通门能够处于零磁通状态,磁通门电路常应用闭环系统。南京化成分容电流传感器定制
光学效应:光学效应是指光照射在物质上时,物质会吸收光能并转化为电能的现象。光学电流传感器利用光学效应来测量电流,具有无电磁干扰、非接触测量等优点。但是,它们通常需要复杂的信号处理和光学系统。 霍尔效应:霍尔效应是指当电流通过半导体时,会在垂直于电流的方向上产生一个横向电压。这个电压与通过半导体的电流成正比。霍尔电流传感器利用这个效应来测量电流,具有结构简单、测量范围广、精度高等优点。但是,它们通常需要稳定的电源和复杂的信号处理电路。南京化成分容电流传感器定制