假设初始状态输出电压 VO 在 t=0 时刻 VO=VOH 。根据电阻分压关系可得电路的正反 馈系数 ρ=R1/(R1+R2) ,且运放同相端电压 V+=ρVOH 。此时运放反相端电压 V-=V+=ρVOH, 在 0~t1 时刻,对非线性电感 L 进行正向充电,充电电流大小受到电阻分压及采样电阻 RS 限制,充电电流从 0 开始增大,最大值为 Im=ρVOH/RS。在 0~t1 期间,铁芯 C1 工作点 始终在线性区 A,线性区激磁感抗 ZL 较大, 激磁电流 iex 缓慢增长到正向激磁电流阈值 Ith ,此时铁芯 C1 工作点开始进入正向饱和区 B。被测磁场通过磁通门轴向分量,这时磁通门信号的输出便会发生一定的偏移。南京大量程电流传感器定制
G1为基于双铁芯结构的交直流零磁通检测器的传递函数,G2为PI比例积分放大电路的传递函数,G3为PA功率放大电路的传递函数,G4为电流反馈模块的传递函数,G5为感应纹波噪声传递函数,NF为负反馈环节传递函数。根据图3-3,由自动控制系统相关理论,可得反馈绕组中反馈电流IF与一次绕组中一次电流IP之间的传递函数为:IS(s)IP(s)NPG1G2G3G4+NPG4G51+NFG1G2G3G4(3-12)交直流零磁通检测器输入信号为一次绕组WP与反馈绕组WF在铁芯C1及C2中的磁势之差,终输出信号为合成电压信号VR12。根据上述关系,可推导交直流直流零磁通检测器的传递函数G1为:G1=SD==-(3-13)式(3-13)与自激振荡磁通门传感器灵敏度SD公式(2-48)一致。G2的传递函数常通过比例环节及积分环节的特征参数表示:(1)G2=-KPI|1+|(3-14)(jwτ1)芜湖高线性度电流传感器厂家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。
磁芯的材料影响测量误差,不同的磁芯材料所能承受的环境温度不同。因此,磁芯材料与参数的选择至关重要。电流传感器有多种类型,如霍尔传感器、无磁芯电流传感器、高导磁非晶合金多谐振荡电流传感器、电子自旋共振电流传感器等。下面对磁芯材料的选取要求与各个参数的影响进行分析。(1)较高磁导率的软磁材料。磁导率反映缠绕绕组的磁芯在通入电流后的导磁能力;磁导率越高,导磁能力越好。为了提高磁通门传感器的灵敏度,需选择高磁导率磁芯。这是因为选择高磁导率磁芯使磁芯两端的电压幅值更大,从而对小电流更敏感。因此,尽可能的选择较高磁导率的软磁材料,这样在保证灵敏度的同时保证了磁芯探头的稳定性。(2)低磁滞伸缩性的磁芯材料。磁性物质受磁场的影响发生弹性形变,这种现象被称为磁滞伸缩效应。选择低磁致伸缩性的磁芯材料可使磁芯的磁性性能更佳,进而减少了磁通门传感器的相对误差。(3)最高工作温度。在磁芯材料的选择方面,必须满足高温工作状况的要求,选择居里温度点高的磁芯材料。(4)低矫顽力的磁芯材料。因磁芯的矫顽力越大导致磁滞回线的面积增大,而磁芯磁滞回线的面积反应磁滞损耗的大小,因此选择HC较小的磁芯,减少磁滞损耗。
近年来,随着精密电子电路的发展,在微弱电流测量领域,自激振荡磁通门技术得到了广泛应用,不同于传统磁调制器式磁通门传感器,其电路结构简单,不需外加激磁电源,供电部分直接取自电子电路。其灵敏度不受自激振荡频率限制,自身线性度可通过优化铁磁参数提高,然后结合传统电流比较仪结构,成为本文交直流电流精密测量的新方案。无锡纳吉伏公司基于高精度交直流电流测量方法的适应性及自激振荡磁通门技术理论研究,提出新型交直流电流检测方法,主要完成交直流电流的高精度测量方法研究及装置研制,致力于解决一二次融合背景下交直流电流计量失准的问题,同时通过设计合适铁磁参数及相关电路达到高精度交直流电流测量要求,为抗直流电流互感器及交直流电流传感器的溯源提供一种新思路。罗氏线圈传感器的输出信号与被测电流的平方成正比,因此它适用于测量中低成本的交流电流。
实际电源系统中有些电流的形式比较复杂,由于电源系统中的负载特性的变化,可能会引起电流的波形的变化。复杂电流波形可以看成多个不同频率的电流叠加而成的。常见的复杂电流有交流电流叠加一个脉动的直流电流、直流电流叠加脉冲电流和电源中的负载电流等。复杂的电流波形可以经过傅里叶分解,对各个频率的分量进行的分别测量。进行叠加的各个分量具有不同的频率,电流形式上为复杂波形,也就是说电流具有较宽的频带。为了精确测量具有宽频带的电流,就需要设计宽频带的电流传感器。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。芜湖高线性度电流传感器厂家
基于全相位傅里叶变换的软件解调方法解决数据截断引起的频谱泄漏问题。南京大量程电流传感器定制
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。南京大量程电流传感器定制