输入端各个绕组与输出端 绕组之间会相互影响,其中在输出端产生的感应纹波电流将会直接影响终测量结果, 这是单铁芯式结构自激振荡磁通门传感器闭环交直流电流测量的误差来源之一。因此本 文设计的交直流传感器为了抑制上述电磁感应产生的噪声, 在原有自激振荡磁通门传感 器基础上增加环形铁芯 C2 ,激磁绕组 W2 及反相放大器 U2 构成双铁芯式自激振荡磁通 门传感器结构用于解决电磁感应噪声问题。通过对各个铁芯磁势平衡方程的分析, 本文的新结构双铁芯式自激振荡磁通门传感 器作为零磁通交直流检测器在新型交直流电流传感器中性能优于原单铁芯结构自激振 荡磁通门传感器。提出了基于自激振荡磁通门原理结合磁积分器原理的交直流电流检测方法。武汉测量级电流传感器服务电话
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。武汉测量级电流传感器服务电话磁通门信号淹没在强大的变压器效应感应电势之中。
反馈绕组匝数 NF 越大,终端测量电阻 RM 阻值越小, 新型交直流电流传感器稳态误差越小, 但式(3-20)忽略了反馈绕组的线电阻, 当匝数 较大时, 线电阻不可忽略。因此本文在设计选择较大匝数反馈绕组后, 选择阻值较小的 终端测量电阻 RM 阻值以减小新型交直流电流传感器稳态误差。同时综合考虑反馈电流 峰值、温度特性等,选择大功率低温度系数的电阻。在对交直流电流传感器的误差传递函数模型建立时, 为了简化计算并未考虑新型交 直流传感器的磁性误差及容性误差。铁芯器件的磁性误差主要原因是绕组设计的不 对称性, 铁芯的漏磁通,外部的电磁干扰等其他因素导致的磁通不对称,主铁芯磁通不 对称性导致了一二次磁势平衡的假平衡现象, 终导致测量误差。因此设计绕组时需要 选择均匀缠绕, 对于多层绕组需要采取特殊绕法以减小铁芯漏磁通大小。
t5时刻起铁芯C1工作点进入负向饱和区C,此时激磁感抗ZL迅速变小,因此t5~t6期间,激磁电流iex迅速反向增大,当激磁电流iex达到反向充电电流-I-m=ρVOH/RS时,电路环路增益|ρAv|>>1满足振荡电路起振条件,方波激磁电压发生反转,输出电压由反向峰值电压VOL变为正向峰值电压VOH。即t6时刻,VO=VOH。t6时刻起铁芯C1工作点由负向饱和区C开始向线性区A移动,在t6~t7期间,铁芯C1仍工作于负向饱和区C,激磁感抗ZL变小,而输出方波电压变为正向此时加在非线性电感L上反向端电压V-=-ρVOH,产生的充电电流为正向,与激磁电流iex方向相反,12因此非线性电感L开始正向充电,激磁电流开始正向迅速增大,于t7时刻激磁电流iex增大至反向激磁电流阈值I-th。在科学研究领域,电流测量对于探索物质的电子行为、研究化学反应和生物过程等方面具有重要意义。
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。激磁电流出现直流分量及偶次谐波这一特征,研制出基于单铁芯电压型磁调制式交直流电流传感器。武汉测量级电流传感器服务电话
交流比较仪和直流比较仪均不适宜直接用于交直流电流测量.。武汉测量级电流传感器服务电话
传统电能计量领域对于电流的精密测量或电流传感器校验往往通过电流比较仪的方式实现。传统的交流比较仪通过增加励磁电流补偿模块,降低互感器正常工作下励磁电流的大小,使得主铁芯工作在微磁通或零磁通状态从而降低电流测量的比例误差和相位误差,然而传统的带铁芯交流比较仪在直流分量下会出现磁饱和问题,励磁电流补偿模块无法完成直流励磁的补偿,因此传统的交流比较仪方法无法完成交直流同时测量。传统的直流比较仪基于磁调制器原理,铁芯采用双铁芯差动式结构,通过外接激磁电源,调整合适的激磁电流及频率大小,在检测绕组端,通过检测二次谐波电压的大武汉测量级电流传感器服务电话