广州粒子加速器电流传感器设计标准

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霍尔电流传感器的灵敏度可能会受到温度、磁场强度和机械应力的影响而发生变化。广州粒子加速器电流传感器设计标准

导致正半周波自激振荡过程将不会在原时刻进入饱和区， 而是略有延后，即铁芯 C1 工作点将滞后进入正向饱和区 B；而在正向饱和区 B 及负向 饱和区 C 中，激磁电流峰值仍然满足 I+m=-I-m=Im=ρVOH/RS，且非线性电感时间常数未发 生变化， 因此铁芯 C1 饱和区自激振荡阶段， 激磁电流由 I+th1 正向增大至 I+m  的时间间隔 减小， 而激磁电流由 I-th1 负向增大至 I-m 的时间间隔增大。 由上述分析可知， 测量负向直 流时铁芯工作点的特征为：铁芯 C1 工作在正向饱和区 B 的时间小于于铁芯 C1 工作在负 向饱和区 C 的时间，使激磁电流 iex 波形上出现了正负半周波波形上的不对称性，即由 图 2－5 可知， 在一次电流 IP 为负时， 激磁电流 iex 在一个周波内， 正半周波电流平均值 大于负半周波电流平均值，采样电阻 RS 上采样电压 VRs 一个周波内平均值为正。郑州新能源电流传感器厂家直销电流传感器探头的参数不对称会增大探头的噪声、降低探头的稳定性和灵敏度。

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。

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。功率分析仪是一种用于测量和分析电路的功率因数、效率、能耗等参数的仪器。

假设1：Im<<IC，Ith<<IC，βIp<<IC，对ln函数进行化简，简化了TP与TN表达式。假设2：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，略去了τ1项时间，得到简化的激磁电压周期公式。假设3：βIp<<IC，略去了βIp项，终得到简化的线性模型。为了达到理想的激磁电流平均值与一次电流之间的线性关系，三条假设需要完全满足。因此为了更好地满足这些假设条件以提高自激振荡磁通门电路的线性度可以采取的措施有：（a）选取高磁导率μr，低矫顽力Hc，高磁饱和强度BS的磁芯材料作为铁芯，以保证铁芯C1磁化曲线的高度非线性，以满足假设2。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。天津内阻测试仪电流传感器哪家便宜

它在高速电流测量、电力电子变换器监测、电机控制、电磁兼容性测试等领域有着很多的应用前景。广州粒子加速器电流传感器设计标准

根据自激振荡磁通门传感器起振过程分析可知，铁芯工作在周期性正负交替饱和状态是磁调制过程的必要条件。倘若一次电流过大则导致铁芯只是工作在正向磁饱和区或只是工作在负向磁饱和区，此时铁芯单向饱和严重，磁化曲线严重畸变，无法完成电流准确测量。因此，按照一次电流磁势与自激振荡磁通门电路稳态充电电流IC所对应磁势的合成磁势大于铁芯C1饱和阈值电流Ith所对应磁势的原则，当一次电流为正向时，一次电流磁势大小满足：一NpIp+N1Ic之N1Ith化简式（2－43），可得一次电流Ip满足：Ip<N1(IC一Ith)Np同理在当一次电流为负向时，一次电流Ip满足：一N1(IC一Ith)Np（2－43）（2－44）（2－45）综合式（2－44），（2－45）可得自激振荡磁通门传感器测量一次电流Ip的范围为：一N1(IC一Ith)NpN1(IC一Ith)Np（2－46）式（2－46）中Ip表示一次电流峰值。广州粒子加速器电流传感器设计标准