圖1 磁調(diào)制式直流電流傳感器的工作原理圖 新型零磁通電流傳感器創(chuàng)新之處在于它結(jié)合了磁平衡原理和磁調(diào)制技術(shù)，使兩者有機(jī)地融合在一起，使產(chǎn)品有了極好的綜合性能。磁調(diào)制電流傳感器是在交變對稱電壓或電流源激磁的鐵心中，若同時存在直流恒定磁場，鐵心中交變磁通的對稱性就被破壞，磁通波形的正負(fù)半波相位將發(fā)生變化，相應(yīng)地，檢測繞組輸出電壓中的正負(fù)半波將發(fā)生相對位移。正負(fù)半波相位變化量的大小和方向可以反映該直流偏置電流的大小和方向，這就是相位差磁調(diào)制式直流電流傳感器的工作原理，如圖1。在新型零磁通電流傳感器中在磁調(diào)制測量基礎(chǔ)上增加了一個交流測量線圈，圖2 中最下面一個線圈就是用于交流電流的測量線圈，該線圈是通過等安匝原理。
圖2 新型零磁通電流傳感器原理圖 將初級線圈電流變換成后，輸入后級電路進(jìn)行調(diào)理或放大等處理，再得到所需的信號。新型零磁通電流傳感器中的磁平衡工作機(jī)理是將通過磁調(diào)制獲得的直流信號或通過交流測量線圈獲得的信號進(jìn)行放大后驅(qū)動補(bǔ)償電路，使補(bǔ)償電路輸出的電流抵消母線電流產(chǎn)生的磁場。這樣通過等安匝原理就可以得到母線電流的大小。同磁平衡霍爾電流傳感器一樣，加了反饋繞組后，由于初次級電流產(chǎn)生的磁場互相抵消了，鐵芯的工作點(diǎn)就固定在零磁通點(diǎn)，避免了鐵芯非線性對輸出信號的影響，可以顯著提高產(chǎn)品輸出信號的線性度。更重要的是這種原理的電流傳感器不用霍爾元件，鐵芯是閉合的，同磁平衡霍爾電流傳感器相比，沒有氣隙，避免氣隙處產(chǎn)生漏磁，也大大削弱了母線位置和地磁場的影響，大大地提高了產(chǎn)品的精度。磁平衡磁調(diào)制電流傳感器達(dá)到了百萬分之一等級極高的精度、極好的穩(wěn)定性、極高的靈敏度、極好的分辨率，很廣的測量范圍。這類產(chǎn)品的推出填補(bǔ)了國內(nèi)高精度電流傳感器市場的空白，在軍民領(lǐng)域都具有極高的應(yīng)用價值。新型零磁通電流傳感器采用封閉的鐵芯及線圈繞組的方法來采集初級線圈的電流信號，放棄了霍爾元件采集信號時必須把霍爾元件嵌入鐵芯氣隙的方案，保證了磁路的對稱性，減少了外界干擾和漏磁場對產(chǎn)品性能的不利影響，這種電流傳感器從原理上解決了霍爾電流傳感器精度低和穩(wěn)定性差的問題。新型零磁通電流傳感器的綜合精度達(dá)到了1ppm級別，零點(diǎn)失調(diào)、時間和溫度漂移性能都有大幅度的提高，兩者相比，綜合性能比霍爾電流傳感器提高了3個數(shù)量級，成本也在可接受的范圍內(nèi)，是霍爾電流傳感器的理想升級替代產(chǎn)品。新型零磁通電流傳感器的開發(fā)成功標(biāo)志著我國電流測量技術(shù)水平達(dá)到了國際領(lǐng)先地位。 |
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