[發明專利]電流測量方法、裝置及系統

有效

• 申請號: 201910366003.X
• 申請日: 2019-04-30
• 公開（公告）號: CN110058176B
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發明（設計）人: 張廣平;勞力;周鵬
• 申請（專利權）人: 華霆（合肥）動力技術有限公司
• 主分類號: G01R31/389
• 分類號: G01R31/389;G01R19/00
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 徐麗

1.一種電流測量系統，其特征在于，所述系統包括懸臂梁、光電位移探測器、激光器及與所述光電位移探測器電連接的計算機設備；

所述激光器發射的激光經由所述懸臂梁的自由端反射，在所述光電位移探測器上形成光斑；

所述自由端設置有磁性塊，所述磁性塊在位于所述自由端下方的電池中的電流產生的磁場作用下，帶動所述懸臂梁朝向電池偏轉；

所述光電位移探測器檢測所述懸臂梁在偏轉前后在所述光電位移探測器上形成光斑的光斑位移量；

所述計算機設備用于根據所述光斑位移量計算所述懸臂梁偏轉前后的懸臂梁位移量，并根據所述懸臂梁位移量計算所述電池的載流導線中的電流大小，其中所述懸臂梁位移量的計算公式如下所示：

其中，Z為懸臂梁位移量，l為懸臂梁長度，S為光斑位移量，L為激光發射路徑長度，即激光出射點與懸臂梁反射所述激光的反射點之間的距離。

2.根據權利要求1所述的電流測量系統，其特征在于，所述懸臂梁的自由端朝向所述激光器的一側涂有反光材料。

3.根據權利要求1所述的電流測量系統，其特征在于，所述懸臂梁采用柔性材料、硅或二氧化硅材料制造而成。

4.一種電流測量方法，其特征在于，應用于權利要求1-3任意一項所述的電流測量系統的計算機設備，所述方法包括：

根據所述光電位移探測器檢測到的光斑位移量計算所述懸臂梁偏轉前后的懸臂梁位移量；

根據所述懸臂梁位移量計算所述懸臂梁表面應力差，從而得到待測電流生成的感應磁場對磁性塊的作用力；

根據所述作用力計算感應磁場的強度，從而得到電池的載流導線中待測電流的大小；

其中，所述根據所述光電位移探測器檢測到的光斑位移量計算所述懸臂梁偏轉前后的懸臂梁位移量，包括：

接收所述光電位移探測器檢測到的光斑位移量；

根據公式計算所述懸臂梁位移量，其中，Z為懸臂梁位移量，l為懸臂梁長度，S為光斑位移量，L為激光發射路徑長度，即激光出射點與懸臂梁反射所述激光的反射點之間的距離。

5.根據權利要求4所述的電流測量方法，其特征在于，所述根據所述懸臂梁位移量計算所述懸臂梁表面應力差，從而得到待測試電流生成的感應磁場對磁性塊的作用力，包括：

根據公式計算懸臂梁表面應力差，其中，Δσ為懸臂梁的表面應力差，v為懸臂梁材料的泊松比，t為懸臂梁厚度，E為懸臂梁的彈性模量；

根據公式F＝Δσ×A計算感應磁場對磁性塊的作用力，其中，F為作用力大小，A為懸臂梁橫截面的面積。

6.根據權利要求5所述的電流測量方法，其特征在于，所述根據所述作用力計算感應磁場的強度，從而得到待測電流的大小，包括：

根據公式F＝mxVHgradH計算所述待測電流生成的感應磁場的強度，其中，m為磁性塊質量，x為磁性塊的比磁化系數，V為磁性塊體積，H為磁場強度，gradH為磁場梯度；

根據公式計算待測試電流的大小，其中，I為待測電流大小，a為磁性塊到載流導線所在直線的垂直距離，μ₀為真空磁導率，θ₁為載流導線的電流流入端與磁性塊形成的線段與載流導線的夾角，θ₂為載流導線的電流流出端與磁性塊形成的線段與載流導線的夾角。

7.一種電流測量裝置，其特征在于，所述裝置應用于權利要求1-3任意一項所述的電流測量系統的計算機設備，所述裝置包括：

第一計算模塊，用于根據所述光電位移探測器檢測到的光斑位移量計算所述懸臂梁偏轉前后的懸臂梁位移量；

第二計算模塊，用于根據所述懸臂梁位移量計算所述懸臂梁表面應力差，從而得到待測電流生成的感應磁場對磁性塊的作用力；

第三計算模塊，用于根據所述作用力計算感應磁場的強度，從而得到電池的載流導線中待測電流的大小；

其中，所述第一計算模塊具體用于：

接收所述光電位移探測器檢測到的光斑位移量；

根據公式計算所述懸臂梁位移量，其中，Z為懸臂梁位移量，l為懸臂梁長度，S為光斑位移量，L為激光發射路徑長度，即激光出射點與懸臂梁反射所述激光的反射點之間的距離。

8.根據權利要求7所述的電流測量裝置，其特征在于，所述第二計算模塊具體用于：

根據公式計算懸臂梁表面應力差，其中，Δσ為懸臂梁的表面應力差，v為懸臂梁材料的泊松比，t為懸臂梁厚度，E為懸臂梁的彈性模量；

根據公式F＝Δσ×A計算感應磁場對磁性塊的作用力，其中，F為作用力大小，A為懸臂梁橫截面的面積。