因此测量交直流电流时,需要满足交流分量 峰值和直流分量恒定值叠加都依然满足式(2-46),当一次电流峰值超过量程则会导致 自激振荡磁通门工作状态发生紊乱, 非线性误差增大。同时由式(2-46)可知,扩大自激振荡磁通门传感器开环测量线性区域量程的方法 有:(a)增大激磁绕组匝数 N1 ;(b)增大稳态充电电流 IC;(c)降低铁芯 C1 饱和阈值电 流 Ith;根据自激振荡磁通门原理及其数学模型的相关假设可知, 为保证铁芯进入饱和区工 作, 大充电电流 Im 需要大于铁芯激磁饱和电流阈值 Ith ,即 Im>Ith 。且在满足一定约束 条件及假设下,终推导出基于分段线性磁化曲线模型的激磁电流 i...
观察式(2-25)、(2-26),为了避免复杂运算,需要对ln运算进行化简。根据洛必达法则,假设Im<<IC,则有2Im/(IC-Im)→0,可对两式前半部分进行化简;假设Ith<<IC,βIp1<<IC,则有2Ith/(IC-Ith-βIp1)→0、2Ith/(IC-Ith+βIp1)→0,可对两式后半部分进行化简,化简结果如下:TP~τ12Im+(τ2-τ1)2IthIC-ImIC-Ith-βIp1TN~τ12Im+(τ2-τ1)2IthIC-ImIC-Ith+βIp1由化简后Tp、TN表达式可进一步计算得到:ΔT=T-T=4βIp1Ith(τ2-τ1)PN(IC-Ith-βIp1)(IC...
此时通过设计合适的磁参数及电路参数,满足激磁绕组W1匝数N1与激磁绕组W2匝数N2相同,绕线材料一致,且激磁电压反相以保证激磁电流iex2幅值与激磁电流iex1一致而方向相反,即满足:N2=N1I=Iex2ex1将式(3-8)、(3-9)带入式(3-7)可得:NPIP+NFIF=0(3-8)(3-9)(3-10)根据式(3-10)可知,对于双铁芯式自激振荡磁通门传感器而言,在整体上可以达到零磁通的铁芯工作状态,从而消除了单铁芯式结构激磁绕组由于电磁感应原理对测量结果带来的影响,使得本文设计的交直流电流传感器达到更高的电流检测精度。传感器探头是一种测量电磁的敏感部件,其性能很大程度地影响测量结果...
传感器技术作为21世纪世界争夺高科技技术的制高点的重要技术,同时也是现代信息技术的三大技术产业的支柱之一。电流传感器在电力电子技术控制和变换领域应用越来越广。电流传感器不论在新能源技术发展中的并网控制,对过剩能量存储以及再分配,还是在智能电网中的监测以及电能的分配转换等环节都起着极其重要的作用。电流的精确检测是高频电力电子应用系统可靠高效运行的基础。不同于传统电力系统中的电流检测,高频电力电子系统的电流检测存在很多特殊的情况。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.。连云港内阻测试仪电流传感器厂家标准磁通门电流传感器实际与闭环霍尔电流传感器结构相似,由相同带缝隙的磁 路和用来得到...
无锡纳吉伏公司根据参数优化设计准则,进行了铁芯选型并设计了相应电流检测电路、信号解调电路、误差控制电路及电流反馈电路,用双铁芯三绕组研制出新型交直流电流传感器,相比同类产品的三铁芯四绕组,四铁芯六绕组等结构,成本极大降低,结构也得到简化。利用比例直流叠加法,提出了新型交直流电流传感器性能测试方案。进行了交流计量性能测试、直流计量性能测试以及交直流计量性能测试,测试结果表明,其电流测量误差均小于0.05级电流互感器误差限值。说明研制的交直流传感器解决了一二次融合下高精度交直流电流测量问题,且交流测量与直流测量互不干扰,可以单独作为高精度交流电流传感器,也可作为高精度直流电流传感器,同时亦可作为抗...
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...
当激磁电压频率远大于被测工频交流电流频率即fex>>f 时, 每 个激磁电压周波内可以将被测交直流电流看作近似直流分量通过式(2-39)表示。该方 法类似于对低频交流分量, 通过高频的激磁电压进行调制。在每一个调制周期内, 自激 振荡磁通门法都可以将被测电流的量值大小及方向, 准确反映在激磁电流波形中。不同 于直流测量时通过分析单个激磁电压周期内激磁电流平均值即可获取正比于直流分量 大小的电压信号,当进行交流测量或交直流电流测量, 则需要分析大于或等于一个交流 信号周期的激磁电流信号获取交流及交直流测量结果。交流比较仪和直流比较仪在电流检测方法、电磁理论分析与结构设计上对于交直流电流测量具有宝...
分流器:分流器是一种电阻型电流传感器,它通过将待测电流分流一部分来测量电流。分流器具有测量范围广、精度高、响应时间快等优点,适用于测量直流和脉冲电流。但是,分流器不适用于测量交流电流和变频电流。 巨磁阻效应(GMR)和巨磁阻抗效应(GMI):这些是新型的磁电阻效应,具有很高的灵敏度和线性度。它们通常用于测量微弱磁场和电流,如磁通门和电流传感器的应用。 隧道效应:隧道效应是一种物理现象,当电子通过绝缘层时,会以一定的概率穿透绝缘层并传导电流。隧道电流传感器利用这个效应来测量电流。它们具有很高的灵敏度和线性度,适用于低电压、小电流的测量。由于霍尔效应传感器的输出信号与被测电流成正比,因此它可以用于...
式(3-3)表明新型交直流电流传感器灵敏度与终端测量电阻 RM 阻值成正比,与 反馈绕组匝数 NF 成反比。负号没有实际意义,表示输出与输入信号反相。同时,由于环形铁芯 C1 与环形铁芯 C2 工作在完全相反的激磁状态,采样电阻 RS2 上的交直流采样电压信号 VRS2 中的交直流电流信号理论上与 VRS1 幅值相同,而方向相 反。下一节将具体介绍反向激磁的环形铁芯 C2 在系统中的具体作用。新型交直流传感器是基于 PI 比例积分放大电路进行误差控制的,理论上比例积分 环节将会保证系统稳态误差为 0,而实际上闭环交直流传感器工作的电磁环境更为复杂, 在输入端除了一次绕组 WP 中交直流...
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。在电气工程中,电流测量对于评估电路的性能和优化设计至关重要。芜湖高...
新型交直流传感器的环节是零磁通交直流检测器,其线性度制约了整体闭环测量方案的精度。本文设计的零磁通交直流检测器如图3-1所示。其包括环形铁芯C1和C2,及激磁绕组W1,激磁绕组W2和分压电阻R1,R2。比较放大器U1,单位反向放大器U2,采样电阻RS1和RS2。首先确定磁芯尺寸及磁性材料选择,磁性材料各项参数直接影响到所设计零磁通交直流检测器的灵敏度,并对电路设计参数有所限制[57]。根据第2章分析可知,铁芯材料需要选择非线性程度高,即磁导率高,磁饱和强度高,矫顽力低的磁性材料。纳吉伏研发的磁通门电流传感器具有高灵敏度、低噪声、宽频响等优点。佛山计量级电流传感器厂家磁通门传感器是利用被测磁场中...
新型交直流传感器的环节是零磁通交直流检测器,其线性度制约了整体闭环测量方案的精度。本文设计的零磁通交直流检测器如图3-1所示。其包括环形铁芯C1和C2,及激磁绕组W1,激磁绕组W2和分压电阻R1,R2。比较放大器U1,单位反向放大器U2,采样电阻RS1和RS2。首先确定磁芯尺寸及磁性材料选择,磁性材料各项参数直接影响到所设计零磁通交直流检测器的灵敏度,并对电路设计参数有所限制[57]。根据第2章分析可知,铁芯材料需要选择非线性程度高,即磁导率高,磁饱和强度高,矫顽力低的磁性材料。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.。天津高频电流传感器服务电话电流精密测量研究一直以来都是计量领...
上世纪初,罗格夫斯基提出了一种可以用空心线圈测量磁场强度的方法,并且发表了论文:TheMeasurementofMagnetMotiveForce,这种线圈被命名为罗氏线圈。在后来的研究中,Cooper的人证明了可以用罗氏线圈来测量脉冲电流,为后来的应用奠定了基础。初期因为罗氏线圈对电流测量的精度问题,人们对罗氏线圈并不重视,直到上世纪60年代科学家改进了罗氏线圈的结构,从而提高了对电流测量精度,罗氏线圈重新得到了重视。到上世纪80年代,罗氏线圈的研究越发成熟,基本上实现了系列化和产业化,它的应用也得到了进一步的推广。罗氏线圈具有其独特的结构,所以不需要考虑铁芯所引起的问题,相比于传统电磁式电...
IP<0 时激磁电压波形 Vex 及激磁电流波形,图中红色曲线 为 IP=0 时激磁电流波形。为方便下一节对自激振荡磁通门传感器建模,将零点选择为激磁电流达到反向充电电流 I-m 时刻,此时激磁电压恰好发生翻转。当一次电流 IP<0,即为负向直流偏置,其在铁芯 C1 中产生恒定的去磁直流磁通, 铁芯 C1 磁化曲线将向右发生平移使铁芯 C1 进入负向饱和区的阈值电流变小。 且负向饱 和阈值电流满足 I-th1=I-th-βIp,此时新的振荡过程将不同于原 IP=0 时自激振荡过程,由于 负向饱和阈值电流 I-th1 小于原负向激磁阈值电流 I-th,从而导致负半周波自激振荡过程将 不会在原...
由以上不同传感器技术路线差异的分析可得出,由于容易受温度和外界磁场的影响,霍尔效应传感器和GMR传感器不能在高温环境中使用;电流互感器和Rogowski线圈由于工作原理的限制,不能用于直流测量。分流电阻器提供了一种简单和廉价的适用于交直流电流测量的解决 案,但不是电气隔离的,并且对温度的变化和电磁干扰很敏感。而磁通门电流传感器不存在以上所述局限,其不仅可以用于交直流电流的测量,也可以应用在高温场合中,还具有电气隔离的优点,因此磁通门传感器以其突出的优点和简单的结构得到了 ***的研究和应用。功率分析仪还可以测量和分析其他与功率相关的参数,例如电压和电流的有效值、峰值、频率等。宁波测量级电流传感...
电流传感器在新能源汽车中的应用确实非常重要,它们帮助监测和管理多个系统,以确保车辆的安全和高效运行。以下是关于电流传感器在新能源汽车中应用的更多细节: 电池管理系统(BMS):在新能源汽车中,电池的充电和放电过程都涉及到大电流的流动。电流传感器可以测量并反馈这些电流的变化,帮助BMS更精确地控制电池的充放电过程。此外,通过监测电流变化,BMS还可以判断电池的健康状态,预测电池的续航里程,并防止电池过充或过放。 电动机控制系统:在新能源汽车的电动机控制系统中,电流传感器的主要作用是测量电动机的工作电流。这有助于控制系统根据实时电流变化调整电动机的运行状态,实现更精确的速度和转矩控制。此外,通过...
可以观察到基于铁芯C1磁化曲线的对称性及激磁方波电压的对称性,激磁电流波形正向峰值与反向峰值电流满足I+m=-I-m=Im=ρVOH/RS,且铁芯C1工作点在线性区与饱和区之间周期性变化,因此当自激振荡磁通门传感器一次测量电流为0时,激磁电流iex在单个周期内正负半波波形中心对称,即在单个周期内激磁电流iex平均值为0,对于信号采样而言,即在RS上的采样电压信号满足采样电压VRS平均值为0。接下来对一次电流为正向及反向直流时的自激振荡磁通门传感器振荡过程进行分析。当IP>0时,激磁电压波形Vex及激磁电流iex波形如图2-4中蓝色曲线所示,图中红色曲线为IP=0时激磁电流波形。将磁调制器与磁积...
当一次侧存在直流分量时,传统交流电流互感器计量失准。当一次侧存在交流分量时,传统直流电流互感器铁芯激磁状态受到影响,终导致直流计量失准。已有方案中基于自激振荡磁通门技术的电流传感器,并未对交直流同时测量时交直流电流互感器性能进行测试[9,15]。目前也缺乏对交直流电流互感器校验的相关章程,因此试验时结合等44安匝方法,通过同时输入交流电流和直流电流、且直流分量占比可调的方式,测试交直流下新型交直流电流互感器直流测量性能、交流测量性能。双棒型磁通门传感器,是由两个圆柱型磁芯与其上缠绕的线圈组成。天津纳吉伏电流传感器案例 电流传感器技术方案差异分析随着电力电子技术应用的逐步发展,人们对电流传感器...
锂电池的短路保护:当电池发生短路时,电流传感器可以迅速响应并触发保护机制,切断电源电路,防止电池短路造成的损坏。 锂电池的过放保护:当电池电量过低时,电流传感器可以控制电池自动停止放电,防止电池过放损伤。 锂电池的容量检测:通过电流传感器可以实时监测电池的充放电电流和电压,结合电池的充放电效率,可以估算电池的容量,实现对电池的质量检测。 锂电池的自动分拣控制:电流传感器可以配合其他传感器和控制系统实现电池的自动分拣控制,根据电池的充放电状态、容量等参数将电池分为不同的等级或类型,提高生产效率和精度。 综上所述,电流传感器在动力电池化成分容设备上的应用多,对于保障锂电池的生产和质量具有重要的作用...
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...
当闭环零磁通交直流电流测量系统正常运行时, 环形铁芯 C1 由比较放大器 U1 进行方波激磁,而环形铁芯 C2 通过反相放大器 U2 进行方波激磁。反 相放大器 U2 为反相单比例放大器,因此环形铁芯 C1 与环形铁芯 C2 激磁电流幅值相同 而相位完全相反, 因此环形铁芯 C1 与环形铁芯 C2 工作在完全相反的激磁状态。 同时当 一次绕组中电流与反馈绕组电流磁势不平衡时,将在电流检测模块的采样电阻 RS1 上检 测出与一二次磁势之差成正比的交直流采样电压信号 VRS1 ,VRS1 中直流分量大小与一二 次直流磁势之差成正比, VRS1 中交流分量大小与一二次交流磁势之差成正比, 而方向与 ...
3、巨磁阻电流传感器巨磁阻电流传感器是基于GMR(GiantMegnetoResistant)效应来进行电流测量的,即通过电阻随磁场变化来测量电流。GMR电流传感器具有小体积、高精度、高灵敏度、宽测量范围、低成本和高集成度以及能够测量交直流等优点,因此应用在许多领域中。然而,由于巨磁阻电流传感器受自身磁性材料特点的限制,对外界磁场以及温度的变化较为敏感,易受周围环境杂散磁场的影响,从而导致较大的输出误差,降低测量结果的准确度,不适合用于复杂环境下的电流的检测。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。北京板载式电流传感器发展现状时间差型磁通门(Residence Ti...
磁通门技术原理:磁通门技术利用磁铁的磁场来控制电路中的电流,从而实现对信号的通断和幅度进行控制。 磁通门组成:磁通门由一块磁铁和一个电路组成。当磁铁被激励时,磁铁产生的磁场会与电路中的电流相互作用,使电流流动,信号通过;当磁铁不被激励时,磁场消失,电路中没有电流,信号被阻断。 磁通门功能:磁通门不仅能够控制信号的通断,还能够控制电路中的电流大小,从而实现对信号的幅度进行控制。 磁通门应用:磁通门是一种磁场测量元件,被广泛应用于电流测量中,具有较高的测量精度。 磁通门技术发展历史:磁通门技术起始于1928年。在1936年,Aschenbrenner和Goubau实现了0.3nT的分辨率。在第二次...
电流传感器技术方案差异分析随着电力电子技术应用的逐步发展,人们对电流传感器的性能提出了更高的要求,所以电流传感器迅速发展起来。为了满足电流传感器在不同领域中的技术需求,产业界开发出了各种类型电流传感器,如霍尔电流传感器、罗氏线圈、巨磁阻电流传感器、电流互感器、分流电阻以及磁通门电流传感器等。小编在7月份在无锡纳吉伏公司的网站上对这些不同电流传感器的技术路线差异进行了初步分析分析,下面详细介绍上述几种常见的电流传感器。 霍尔效应传感器是基于霍尔效应的磁场传感器。它是一种隔离的非侵入式设 备,可同时应用于直流和交流电流检测,通常高达数百千赫兹。由于其简单的结构,与微电子器件的兼容性,霍尔...
上世纪初,罗格夫斯基提出了一种可以用空心线圈测量磁场强度的方法,并且发表了论文:TheMeasurementofMagnetMotiveForce,这种线圈被命名为罗氏线圈。在后来的研究中,Cooper的人证明了可以用罗氏线圈来测量脉冲电流,为后来的应用奠定了基础。初期因为罗氏线圈对电流测量的精度问题,人们对罗氏线圈并不重视,直到上世纪60年代科学家改进了罗氏线圈的结构,从而提高了对电流测量精度,罗氏线圈重新得到了重视。到上世纪80年代,罗氏线圈的研究越发成熟,基本上实现了系列化和产业化,它的应用也得到了进一步的推广。罗氏线圈具有其独特的结构,所以不需要考虑铁芯所引起的问题,相比于传统电磁式电...
磁通门电流传感器综述现有的电流测量手段主要包括:霍尔效应电流传感器、巨磁阻(GMR)传感器、磁光传感器、Rogowski线圈、电流互感器和磁通门传感器等,较之其它技术路线的电流测量技术,磁通门电流传感器具有精度高、分辨率高、灵敏度高、尺寸小和温度漂移小的优点。磁通门电流传感器种类较多,主要类型有:磁致伸缩电流传感器、正交磁通门电流传感器、占空比模型的励磁电压电流传感器、时间差型电流传感器、零磁通门电流传感器、双向饱和磁通门电流传感器等。时间差型磁通门传感器,是利用磁芯被磁化到过饱和状态时,由于弱磁场的存在,磁芯状态停留在正负饱和状态的时间不同,通过二者的时间差值来表征被测磁场。其具有成本低、尺...
传统磁通门电流传感器常用偶次谐波检测法来检测被测电流值。具体的数学模型以及测量均通过在环形磁芯上环绕激磁绕组和感应绕组来实现。根据法拉第电磁感应定律可知,感应绕组产生的感应电动势。激励磁场的瞬时值方向呈周期性变化,磁芯的磁导率随激励磁场的改变而变化,但是没有正负之分。偶次谐波检测法是磁通门传感器检测方法中比较直白,比较简单也是比较原始的测量方法,这一方法原理简单,易于理解。但是由于在提取偶次谐波过程中需要进行选频放大、相敏整流以及积分环节,检测电路复杂,精度较低,温漂较大。对于工业应用来说,偶次谐波解调电路具有复杂性,同时受到磁材料的工业性能限制,使用这种传感器费用较高。传感器探头是一种测量电...
精确的电流检测是保证电源性能及其安全可靠运行的必要条件。目前多种电流检测的方法并存,一般可以分为隔离式和非隔离式两种。非隔离式主要是指分流电阻。电隔离式主要包括霍尔电流传感器(Hall-transducer),罗氏线圈(Rogowski Coil),电流互感器(Current transformer),磁通门传感器(Fluxgate current sensor),巨磁阻传感器(GMR current sensor)等。分流器适用于各种电流的测量,但是在大电流作用下发热严重,导致测量误差,若要满足测量精度,分流器的体积和成本就会增大,因此分流器多应用于允许误差范围较大的场合。当磁芯处于非饱和状...
动力电池化成分容设备是电池生产过程中重要的自动化设备,它可以对电池进行充电、放电、分拣等功能,提高生产效率和精度。电流传感器在化成分容设备上的应用是非常关键的,它可以帮助实现以下几个方面的控制和保护: 锂电池的充放电控制:通过电流传感器可以实时监测电池的充电和放电状态,控制充电和放电的电流和电压,确保电池的正常充放电,避免过充或过放。 锂电池的过压保护:当电池电压超过设定值时,电流传感器可以触发保护机制,切断充电电源,防止电池过压损坏。 锂电池的过流保护:当电池电流超过设定值时,电流传感器可以触发保护机制,切断放电电路,防止电池过流损坏。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...
电流传感器在新能源汽车中的应用确实非常重要,它们帮助监测和管理多个系统,以确保车辆的安全和高效运行。以下是关于电流传感器在新能源汽车中应用的更多细节: 电池管理系统(BMS):在新能源汽车中,电池的充电和放电过程都涉及到大电流的流动。电流传感器可以测量并反馈这些电流的变化,帮助BMS更精确地控制电池的充放电过程。此外,通过监测电流变化,BMS还可以判断电池的健康状态,预测电池的续航里程,并防止电池过充或过放。 电动机控制系统:在新能源汽车的电动机控制系统中,电流传感器的主要作用是测量电动机的工作电流。这有助于控制系统根据实时电流变化调整电动机的运行状态,实现更精确的速度和转矩控制。此外,通过...