其中一次绕组 WP 中流过一次电流为 IP ,匝数为 NP 。一次电流绕组穿过环形铁芯 C1 及 C2 的中心,铁芯 C1 上均匀绕制有匝数为 N1 的激磁绕组 W1 ,铁芯 C2 上均匀绕制 有匝数为 N2 的激磁绕组 W2 。同时环形铁芯 C1 及 C2 上同时均匀缠绕有匝数为 NF 的反 馈绕组 WF 。反馈绕组 WF 中串接终端测量电阻 RM 。其中新型交直流电流传感器的电流 检测模块即零磁通交直流检测器包括环形铁芯C1 和C2、比较放大器U1、反向放大器U2 、 采样电阻 RS1 、分压电阻 R1 和 R2 。低通滤波器 LPF 及高通滤波器 HPF 构成新型交直流 电流传感器的信号处理模块。图中 PI 比例积分放大电路构成新型交直流电流传感器的 误差控制模块。图中 PA 功率放大电路配合反馈绕组 WF 及终端测量电阻 RM 构成构成新 型交直流电流传感器的电流反馈模块。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。合肥普乐锐思电流传感器定制
巨磁阻(GMR)效应在微小磁场测量领域实现了创新性的改变,尤其在利用涡流传感器进行无损检测方面取得了很大的进展。巨磁阻传感器具有低功耗、尺寸小、高灵敏度以及频率与灵敏度的不相关性等特点;同霍尔传感器相同,巨磁阻芯片是传感器的主要组成部分,一般也容易受到环境中磁场的干扰,不适用于电磁环境复杂的环境,对复杂波形电流也不能做出准确的检测。磁通门传感器(Fluxgatecurrentsensor),一开始主要用于弱磁场的检测,比如地磁场检测、铁矿石检测、位移检测和管道泄漏检测等方面。随着这种技术的发展,磁通-2-门传感器广泛应用于太空探测和地质勘探中。磁通门电流传感器的结构类似霍尔电流传感器,是基于检测磁路的饱和特性而设计的。磁通门电流传感器采用高磁导率的磁芯,通过磁芯的交替饱和,产生的感应电压和被测电流之间存在着一定的数量关系,从而可以得到被测电流。它实际上检测磁场的变化,通过磁与电的联系来得到被测电流。近几年,随着软磁材料的发展和电子元器件的革新,磁通门电流传感器的性能不断提高,其应用范围不断扩大,受到越来越多的关注。长沙高精度电流传感器价格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。
根据前述假设,Im<<IC且在线性区A激磁电感L远大于饱和区B、C激磁电感l,因此τ2>>τ1,因此式(2-31)进一步化简得:T=TP+TN=(IC一4Ith(I)th(β(IC)Ip(一)I(h)(τ2Ith(一)Ip1)(2-32)根据式(2-27)(2-30)(2-32)可求得激磁电压信号Vex在一个周波内平均电压Vav满足:Vav=Vout=ICβ一II(p1)thVout(2-33)根据前述假设Ith<<IC可进一步对式(2-33)分母进行化简,带入下列表达式IC=Vout/Rsum,β=Np/N1,iex=Vout/(RC+RS)及Rsum=RC+RS可进一步得激磁电流平均值iav满足:iav=一(2-34)式(2-34)即为平均电流模型基于磁化曲线的分段线性化模型所得激磁电流与一次电流之间的定量关系式,即自激振荡磁通门电路激磁电流平均值与一次电流之间呈线性比例关系,且激磁电流平均值正负与一次电流方向相关。自激振荡磁通门电路可以识别电流方向且激磁电流平均值与一次电流量值线性相关,这便为自激振荡磁通门电路测量交流及交直流提供了理论上的可行性,现对IP为交直流电流时,自激振荡磁通门电路测量原理进行分析。
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。用超导 材料制成的,在超导状态下检测外磁场变化的一种新型磁测装置,SQUID磁敏传感器。
一阶低通滤波器及高通滤波器的截止频率f0为:f0=采样电阻Rs2后接高通滤波器用于获取高于50Hz的反向激磁电流中无用高频分量。将高通滤波器HPF滤波后信号V’Rs2与采样电阻Rs1上电压信号叠加后合成电压信号VR12完成信号解调,VR12中有用低频信号为直流分量及工频50Hz交流,故低通滤波器LPF截止频率应大于50Hz,通过参数设计,实际LPF的截止频率设计为59Hz。设计HPF的截止频率为59Hz,以完成对采样电阻Rs2上的激磁电压信号的采样并通过HPF取出其反向无用高频分量。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。重庆新能源电流传感器定制
由于这个感应电流与被测导体中的电流成正比,因此可以通过测量这个感应电流来间接测量被测导体中的电流。合肥普乐锐思电流传感器定制
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。合肥普乐锐思电流传感器定制