[發明專利]一種直流電流測量裝置

在審

• 申請號: 201711362445.4
• 申請日: 2017-12-14
• 公開（公告）號: CN107942123A
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發明（設計）人: 任士焱
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G01R19/00
• 分類號: G01R19/00
• 代理公司: 華中科技大學專利中心42201
• 代理人: 李智,曹葆青

技術領域

本發明屬于電工技術中的電流測量領域，更具體地，涉及一種直流電流測量裝置。

背景技術

專利號ZL02139203.X題為“直流電流傳感裝置”，《華中科技大學學報》2003年第31卷第11期公開的“磁勢自平衡回饋補償式直流傳感理論研究”，該裝置利用鐵芯矩形磁化曲線的特性，建立起直流磁勢平衡，然后通過安匝差檢測構成差流回饋補償系統，將基于開環原理的磁勢平衡與基于補償原理的穩定調節系統相結合，實現直流電流測量的一種新方法。但存在如下缺陷：它的差值電流檢測系統是基于磁放大器原理勵磁電流的變化，檢測其差值電流，其檢測靈敏度比較低，因而該裝置在40％～100％額定電流范圍內才能達到應有的相對誤差，即在40％以下誤差就比較大，其線性度差，根源就是差值電流檢測方法存在缺陷。

由此可見，現有直流測量裝置存在測量精度低、線性度差的技術問題。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷，本發明提供了一種直流電流測量裝置，由此解決現有直流測量裝置存在測量精度低、線性度差的技術問題。

為實現上述目的，本發明提供了一種直流電流測量裝置，包括傳感頭、電源變壓器、電感線圈、二極管、標準電阻、激勵變壓器、帶通濾波器、解調器和功率放大器，

所述傳感頭包括第一環形檢測鐵芯、第二環形檢測鐵芯、第一檢測繞組、第二檢測繞組、靜電屏蔽層、磁屏蔽鐵芯、補償繞組和二次繞組，所述第一環形檢測鐵芯和第二環形檢測鐵芯的形狀相同，第一環形檢測鐵芯和第二環形檢測鐵芯上分別繞有匝數相同的第一檢測繞組、第二檢測繞組，第一檢測繞組和第二檢測繞組的外面包覆靜電屏蔽層后置于具有環形空腔結構的磁屏蔽鐵芯的空腔中，在磁屏蔽鐵芯外依次繞有補償繞組和二次繞組；

所述二次繞組的同名端依次連接電感線圈、標準電阻后接地，二次繞組的異名端與二極管的陰極相連，二極管的陽極與電源變壓器的副邊繞組的同名端相連，電源變壓器的副邊繞組的異名端連接到接地點；第一檢測繞組的異名端與第二檢測繞組的異名端相連后接地，第一檢測繞組的同名端與激勵變壓器的副邊繞組同名端相連，第二檢測繞組的同名端與激勵變壓器的副邊繞組的異名端連接；激勵變壓器的副邊繞組的中心抽頭連接到帶通濾波器的輸入端，帶通濾波器的輸出端連接到解調器的輸入端，解調器的輸出端連接到功率放大器的輸入端，功率放大器的輸出端與補償繞組的異名端相連，補償繞組的同名端連接到二次繞組的同名端。

進一步的，所述靜電屏蔽層的材料為銅箔，所述磁磁屏蔽鐵芯由冷軋硅鋼帶卷繞成環狀并退火處理后拼裝而成，所述第一環形檢測鐵芯和第二環形檢測鐵芯由冷軋硅鋼帶卷繞成環狀并退火處理后得到。

總體而言，通過本發明所構思的以上技術方案與現有技術相比，能夠取得下列有益效果：

(1)本發明合理地將磁屏蔽鐵芯設計成中心空腔結構，在磁屏蔽鐵芯的空腔內設置第一環形檢測鐵芯、第二環形檢測鐵芯、第一檢測繞組和第二檢測繞組，用以檢測基于磁調制器原理的直流磁勢平衡的安匝差。經激勵變壓器激磁后，第一環形檢測鐵芯、第二環形檢測鐵芯、第一檢測繞組和第二檢測繞組以及激勵變壓器構成的磁調制器，將磁調制檢測信號從激勵變壓器的副邊繞組中心抽頭取出，經帶通濾波器、解調器、功率放大器，輸出直流補償電流回饋到補償繞組，從而實現上述直流磁勢平衡的安匝差補償，維持了高精度的直流磁勢平衡。本發明將上述基于磁調制器原理的磁調制技術，取代現有磁放大器原理的直流磁勢平衡安匝差的檢測技術，檢測靈敏度、分辨率提高20倍以上，使得整體裝置測量精度、線性度產生質的變化，使得本發明具有優越的整機性能。

(2)本發明具有測量精度高、線性度好，整機性能價格比高的優點，以優越的結構、性能，可廣泛用于電冶煉、電化學、電鍍、電力、電氣車輛等行業直流電流的在線檢測。

附圖說明

圖1本發明的傳感頭外型圖；

圖2本發明的傳感頭截面圖；

圖3本發明的一種直流電流測量裝置的電路圖。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。此外，下面所描述的本發明各個實施方式中所涉及到的技術特征只要彼此之間未構成沖突就可以相互組合。