[發(fā)明專利]一種大電流干擾環(huán)境下微小電流檢測(cè)方法及裝置

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910020874.2
• 申請(qǐng)日: 2009-01-12
• 公開（公告）號(hào): CN101464477A
• 公開（公告）日: 2009-06-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 要義勇;苗毅軍;趙麗萍;李天石;陳健
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號(hào): G01R19/10
• 分類號(hào): G01R19/10;G01R31/02;G01R31/08
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 陸萬壽

1.一種大電流干擾環(huán)境下微小電流檢測(cè)方法，其特征在于，該方法采取以下步驟：

(1)信號(hào)采集：電流信號(hào)轉(zhuǎn)換檢測(cè)單元(100)在同一根導(dǎo)線上同時(shí)采集到的兩個(gè)電流信號(hào)

x1(t)＝Asin(w_ct)+βsin(w_kt+Φ₀)+ξ₁，

x2(t)＝Asin(w_ct)+βsin(w_kt+Φ₀+Φ₁)+ξ₂；

其中：頻率信號(hào)w_c為大電流環(huán)境下工作電流的頻率，A為大電流的幅值、大于10；頻率信號(hào)w_k為大電流環(huán)境下微小檢測(cè)電流的頻率；信號(hào)ξ₁和信號(hào)ξ₂為大電流環(huán)境下干擾信號(hào)信號(hào)；β為一個(gè)大于零小于0.01的數(shù)，Φ₀為工作電流的相位，Φ₁為檢測(cè)信號(hào)電流的相位；

(2)信號(hào)相減抵消：電流信號(hào)轉(zhuǎn)換檢測(cè)單元(100)在同一根導(dǎo)線上同時(shí)采集到的兩個(gè)電流信號(hào)都進(jìn)入到差動(dòng)轉(zhuǎn)換電路(200)進(jìn)行相減抵消后，輸出電流信號(hào)，

Δx(t)＝x1(t)-x2(t)

Δx(t)＝βsin(w_kt+Φ₀)(1+cos(Φ₁)+ctg(w_kt+Φ₀)sin(Φ₁))+ξ₃?ξ₃＝ξ₁-ξ₂

其中：差動(dòng)信號(hào)Δx(t)中將大信號(hào)相減抵消了，差動(dòng)信號(hào)Δx(t)與大電流sin(w_ct)無關(guān)、只與小信號(hào)sin(w_kt)有關(guān)，φ₁＝180°時(shí)，Δx(t)＝2βsin(w_kt+Φ₀)+ξ₃；

(3)信號(hào)放大：電流信號(hào)經(jīng)過差動(dòng)轉(zhuǎn)換電路(200)相減抵消后輸入到信號(hào)放大電路(300)中，電流信號(hào)在信號(hào)放大電路(300)中放大后輸出微小電流信號(hào)。

2.一種大電流干擾環(huán)境下微小電流檢測(cè)裝置，其特征在于：該裝置由電流信號(hào)轉(zhuǎn)換檢測(cè)單元(100)、差動(dòng)轉(zhuǎn)換電路(200)和信號(hào)放大電路(300)組成，電流信號(hào)轉(zhuǎn)換檢測(cè)單元(100)在同一根導(dǎo)線上同時(shí)采集兩個(gè)電流信號(hào)，采集到的兩個(gè)電流信號(hào)都進(jìn)入到差動(dòng)轉(zhuǎn)換電路(200)進(jìn)行相減抵消后，電流信號(hào)經(jīng)過差動(dòng)轉(zhuǎn)換電路(200)相減抵消后輸入到信號(hào)放大電路(300)中，然后電流信號(hào)在信號(hào)放大電路(300)中處理后由放大器(U1)的輸出端(303)輸出；

所述的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換檢測(cè)單元(100)由第一電流鉗(101)和第二電流鉗(102)構(gòu)成，第一電流鉗(101)和第二電流鉗(102)設(shè)置在同一根導(dǎo)線上，第一電流鉗(101)上設(shè)置有第一電流信號(hào)輸出端(201)，第二電流鉗(102)上設(shè)置有第二電流信號(hào)輸出端(202)，第一電流鉗(101)檢測(cè)到的第一電流信號(hào)x1(t)＝Asin(w_ct)+βsin(w_kt+Φ₀)+ξ₁由第一電流信號(hào)輸出端(201)輸出，第二電流鉗(102)檢測(cè)到的第二電流信號(hào)x2(t)＝Asin(w_ct)+βsin(w_kt+Φ₀+Φ₁)+ξ₂由第二電流信號(hào)輸出端(202)輸出。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種大電流干擾環(huán)境下微小電流檢測(cè)裝置，其特征在于：所述的差動(dòng)轉(zhuǎn)換電路(200)由第一電阻(R1)、第二電阻(R2)、第三電阻(R3)和第四電阻(R4)組成的直流電橋構(gòu)成，第一電流信號(hào)輸出端(201)與第二電阻(R2)和第四電阻(R4)的連接點(diǎn)連接，第二電流信號(hào)輸出端(202)與第一電阻(R1)和第三電阻(R3)的連接點(diǎn)連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種大電流干擾環(huán)境下微小電流檢測(cè)裝置，其特征在于：所述的信號(hào)放大電路(300)由放大器(U1)與第五電阻(R5)、第六電阻(R6)、第七電阻(R7)和第八電阻(R8)組成，第五電阻(R5)的一端與第一電流信號(hào)輸出端(201)連接、另一端與放大器(U1)的負(fù)極(301)連接，第六電阻(R6)的一端與第二電流信號(hào)輸出端(202)連接、另一端與放大器(U1)的正極(302)連接，第七電阻(R7)的一端與放大器(U1)的負(fù)極(301)連接、另一端與放大器(U1)的輸出端(303)連接，第八電阻(R8)的一端與放大器(U1)的正極(302)連接、另一端與第三電阻(R3)和第四電阻(R4)的連接點(diǎn)連接。