兰州霍尔电流传感器设计标准

当测量交直流电流时，环形铁芯C1处于正向激磁状态，在采样电阻RS1上将产生正比于一次交直流电流的有用低频信号VL1，包括直流分量信号Vdc及工频交流信号Vfac，同时也会产生高频无用交流分量VH1。由于环形铁芯C2激磁状态与铁芯C1完全相反，因此在采样电阻RS2上可以检测到反向的低频信号VL2及反向的无用交流分量VH2。对于环形铁芯C2而言，其与环形铁芯C1反相端支路对称，而缺少正向端电路部分，因此环形铁芯C2在振荡过程中激磁电流的平均电流与一次侧交直流电流线性关系较差，低频信号VL2为无用低频信号。根据上述分析，可以得到合成信号VR12表达式如下：VR12=VR+VR=VL1+(VH1+VH2)（3－11）霍尔电流传感器在测量电流时可能会受到噪声的影响，例如热噪声、散粒噪声和闪烁噪声等。兰州霍尔电流传感器设计标准

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。青岛芯片式电流传感器生产厂家这些政策涵盖了产业规划、技术研发、市场机制、财税支持等多个方面，为产业的快速发展提供了有力保障。

不同于传统电流比较仪的是，新型交直流电流传感器改进了铁芯结构及信号解调电 路， 增加了环形铁芯 C2 及对其进行激磁的是反向放大器 U2，其与环形铁芯 C1 及采样电 阻 RS1 构成反向激磁的自激振荡磁通门传感器，其作用是用于抵消激磁电压在其他绕组 中产生的电磁感应纹波电流，低通滤波器 LPF 及高通滤波器 HPF 的配合使用将对采样 信号的解调进行优化。设计的新型交直流电流传感器为闭环零磁通交直流电流测量系统。其中交直流 电流不平衡磁势检测由零磁通交直流检测器测量， 交流及直流不平衡磁势均在同一通道 完成信号解调及信号处理。

假设功率放大电路性能优越，在设计检测带宽内闭环增益大，输出纹波电流小，输出稳定。则G3可用其闭环增益KPA表示其传递函数为：G3=KPA（3－15）电流反馈模块输入信号为反馈绕组WF两端电压信号，即功率放大电路输出电压信号。其输出信号为流过终端测量电阻RM的反馈电流信号IF。根据上述关系，可推导电流反馈模块G4的传递函数为：G4==RM+ZF1RM+jwLFlcRMlc+jwμ0μeN2F(2Sc)（3－16）式（3－16）中，ZF为反馈绕组WF的复阻抗，忽略其电阻值，用反馈绕组的激磁感抗jwLF表示；根据激磁电感与磁路参数关系进一步对公式进行化简，式中lc为合成铁芯C12的平均磁路长度，μe为合成铁芯C12的有效磁导率，SC为单个铁芯的截面面积，合成铁芯C12的截面面积为2SC。它在高速电流测量、电力电子变换器监测、电机控制、电磁兼容性测试等领域有着很多的应用前景。

根据电流互感器检测相关规范及其章程，设计合理实验方案，对新型交直流电流传感器主要计量性能参数进行测试，主要测试项目包括：（1）交流计量性能测试；（2）直流计量性能测试；（3）交直流同时测量时交直流计量性能测试；为了构建一二次融合电流场景，实验时选择比例直流叠加法构建一次交直流电流，将交流分量和直流分量单独输出，试验原理框图如图5-1所示。图中，被检电流传感器TAX即为本文研制的高精度交直流电流传感器，交流电流由交流源和升流器产生，一次电流同时穿过被检电流传感器TAX和标准电流互感器TA0，直流电流由直流电源产生并通过等安匝绕在被检电流传感器TAX上。被检电流传感器TAX的输出在采样电阻上RM取出，一方面接入电子式互感器校验仪，用于和标准电流互感器的输出进行比对，给出交流电流测量误差；另一方面接入六位半数字万用表DMM，与直流电流源输出电流采样电阻Rdc上的输出电压进行比对，确定直流电流测量误差。磁场测量是电磁测量技术的一个重要分支，在工业生产和学习研究中的许多领域都要涉及到磁场测量的问题。宁波循环测试电流传感器案例

如果没有对于铁磁材料磁导率和饱和特性的研究、没有低矫顽力高磁导率软磁材料问世、没有谐波分析仪检测；兰州霍尔电流传感器设计标准

特别地，在t3时刻为自激振荡正半周期的结束时刻，此时电路正向充电过程结束，电路输出激磁电压即将发生跃变，激磁电流达到大正向充电电流值I+m，即iex(t3)满足：iex(t3)=I+m=Im（2－15）根据初始条件iex(t2)及终止条件iex(t3)可以求得时间间隔t3-t2为：t3-t2=τ1ln（2－16）同理，根据一阶线性微分方程的初始条件及终止条件可以得到负半周波内激磁电流方程，通过终止条件可反向计算出相应的时间间隔表达式，如图2－4中所示，在t3～t4期间，激磁电流iex表示为：t-t3t-t3iex(t)=-IC(1-eτ1)+Imeτ1时间间隔t4-t3为：t4-t3=τ1ln在t4≤t≤t5期间，激磁电流iex表示为：-t-t4-t-t4iex(t)=-IC(1-eτ2)+（Ith+βIp1）eτ2时间间隔t5-t4为：t5-t4=τ2ln在t5≤t≤t6期间，激磁电流iex表示为：iex(t)=-IC(1-eτ1)+（-Ith+βIp1）eτ1时间间隔t6-t5为：t6-t5=τ1ln||（IC-Im)兰州霍尔电流传感器设计标准