[發明專利]一種寬量程寬頻高精度磁平衡式電流測量裝置

有效

• 申請號: 201911105251.5
• 申請日: 2019-11-12
• 公開（公告）號: CN110927428B
• 公開（公告）日: 2022-03-08
• 發明（設計）人: 徐林;王作帥;耿攀;周彤;鄭攀峰;肖涵琛;楊文鐵;左超;王建勛;余定峰;楊帥;楊勇;孫瑜;魏華;陳濤;羅偉
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七一九研究所
• 主分類號: G01R19/00
• 分類號: G01R19/00;G01R15/18;G01R15/20
• 代理公司: 北京律譜知識產權代理有限公司 11457
• 代理人: 黃云鐸

1.一種寬量程寬頻高精度磁平衡式電流測量裝置，其特征在于包括第一磁環(1)、第二磁環(2)、第三磁環(3)、激勵電流源(4)、第一激勵線圈(5)、第一檢測線圈(6)、第一補償線圈(7)、第二激勵線圈(8)、第二檢測線圈(9)、第二補償線圈(10)、第三檢測線圈(11)、第三補償線圈(12)、第一差分放大器(13)、第一帶通濾波器(14)、相敏檢波器(15)、第二差分放大器(16)、第二帶通濾波器(17)、加法器(18)、調節器(19)、驅動器(20)、補償電流源(21)、采樣電阻(22)，

所述的第一磁環(1)、第二磁環(2)及第三磁環(3)并行貼合在一起，被測電流I_p穿過上述三個磁環，在所述三個磁環中產生相同大小的磁場H_p；

所述的第一激勵線圈(5)、第一檢測線圈(6)、第一補償線圈(7)纏繞在所述的第一磁環(1)的表面；

所述的第二激勵線圈(8)、第二檢測線圈(9)、第二補償線圈(10)纏繞在所述的第二磁環(2)的表面；

所述的第三檢測線圈(11)、第三補償線圈(12)纏繞在所述的第三磁環(3)的表面；

所述的第一激勵線圈(5)一端與所述的激勵電流源(4)的輸出正極相連，另外一端與所述的第二激勵線圈(8)的一端相連，所述的第二激勵線圈(8)的另外一端與所述的激勵電流源(4)的輸出負極相連；

所述的第一檢測線圈(6)一端與所述的第一差分放大器(13)的輸入正端相連，另外一端與所述的第二檢測線圈(9)的一端相連，所述的第二檢測線圈(9)的另一端與所述的第一差分放大器(13)的輸入負端相連；

所述的第一補償線圈(7)、第二補償線圈(10)、第三補償線圈(12)分別串聯連接，即所述的第三補償線圈(12)的末端與所述的第二補償線圈(10)的首端相連接，所述的第二補償線圈(10)的末端與所述的第一補償線圈(7)的首端相連接，所述的第一補償線圈(7)的末端再與所述的采樣電阻(22)的正端相連接，所述的采樣電阻(22)的負端與所述的補償電流源(21)的輸出負極相連；所述的第三補償線圈(12)的首端與所述的補償電流源(21)的輸出正極相連；

所述的第一差分放大器(13)的輸出端與所述的第一帶通濾波器的(14)的輸入端相連；所述的第一帶通濾波器(14)的輸出端與所述的相敏檢波器(15)的輸入端相連接；

所述的第三檢測線圈(11)的兩端分別與所述的第二差分放大器(16)的輸入端相連，所述的第二差分放大器(16)的輸出端與所述的第二帶通濾波器(17)相連；

所述的相敏檢波器(15)的輸出端與所述的第二帶通濾波器(17)的輸出端分別連接到所述的加法器(18)；

所述的加法器(18)的輸出端與所述的調節器(19)的輸入端相連接；所述的調節器(19)的輸出端與所述的驅動器(20)的輸入相連；所述的驅動器(20)的輸出端再連接至所述的補償電流源(21)的輸入端；

所述的第一磁環(1)、第二磁環(2)、第三磁環(3)為三個完全相同的磁環；

所述的第一激勵線圈(5)與所述的第二激勵線圈(8)的匝數完全相同，所述的第一檢測線圈(6)與所述的第二檢測線圈(9)的匝數完全相同；所述的第一補償線圈(7)與所述的第二補償線圈(10)的匝數完全相同；

所述的激勵電流源(4)用于在所述的第一激勵線圈(5)及第二激勵線圈(8)中產生高頻周期性交變的激勵電流I_e，該電流在所述的第一磁環(1)與第二磁環(2)中產生高頻周期性交變的激勵磁場H_e，該激勵磁場的幅值遠大于所述的第一磁環(1)與第二磁環(2)的飽和磁場值，使得所述的第一磁環(1)與第二磁環(2)處于飽和狀態和非飽和狀態之間周期性交變；

所述的第一磁環(1)、第二磁環(2)、第一補償線圈(7)、第二補償線圈(10)用于測量直流電流；所述的第三磁環(3)、第三補償線圈(12)用于測量交流電流。