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非接触式电流传感器的缺点及改进措施

2022-06-11 08:19分类:传感器 阅读:

 

1 原先情况

原先的非接触式电流传感器大概有3种构造方式,如图所示1所显示。在图1中,例1所显示为以霍尔传感器做为电磁场检验元器件安装在变压器铁芯的空隙内;例2所显示为在变压器铁芯的空隙内设定霍尔传感器,而在变压器铁芯上设定意见反馈电磁线圈:例3所显示为在变压器铁芯的空隙内设定磁一光效用元器件(运用法拉第效应的元器件),作为电磁场检验元器件。

以上3种构造方式的缺陷以下:

例l中元器件的气温特点不佳,輸出匀称性较弱,因此电流量检验精密度不高。其次,此类感应器非常容易受飘移的危害.略微受点飘移危害就无法精确测量含直流电成份的电流量。

例2虽可处理例1中产生的难题,但要高精密精确测量电磁线圈中穿过的电流量还需要清除外部影响因索,假如遭受磁感应噪音等要素的危害,也就难以达到高精密精确测量。尤其是电流传感器的感测器部和操纵电流传感器数据信号的操纵部中间的间距长,投入的结果就高些。

例3因为其操纵部的数据信号只用尽传输,噪音虽低.但飘移的危害却很大.因此也不可以精确测量含直流电成份的电流量。

2 技术革新

本开发设计着眼于技术革新,主要专注于构造改善.其措施是部分变压器铁芯为饱和状态磁场,并由变压器铁芯产生空隙,变压器铁芯围绕在导线的颈静脉,电磁线圈绕在变压器铁芯上,将电磁场检验元器件安装在空隙内。

因为本开发设计将电磁场检验元器件安装在变压器铁芯饱和状态磁场的空隙内.因此在精确测量电导体中所穿过的交流电时电磁线圈中都没有电流量。若用电磁场检验元器件精确测量空隙内的电磁场.依据测出的磁化强度就可以了解电导体中穿过的电流量。

在这里情形下.假如电磁场检验部件的检验敏感度自始至终长期保持不会改变,那麼要精准测量电导体中穿过的工作电流是不是问题的。但是,电磁场检验部件的原材料、制品、粘结剂等因溫度造成的转变及其时效性转变 、灯源转变 等要素都是危害电磁场检验部件的检验敏感度.使之造成飘移。因而,不可以高精密精确测量电导体中穿过的电流量。因此.本开发设计选用绕在变压器铁芯上的电磁线圈,可按必须对电磁场检验部件的敏感度多方面校准,使电磁场检验部件的敏感度始终如一,常常维持在平稳一致的情况。

校准敏感度时经过绕在变压器铁芯上的电磁线圈内穿过的交流电做到一定量值水平时,便会使变压器铁芯的磁场产生饱和而与电导体中穿过的电流量不相干。空隙内造成一定量的磁通密度,当其做到一定水平时,即便 电磁场再提高.磁通密度也不会再扩大。这时。可以用电磁场检验元器件精确测量空隙内的电磁场。此精确测量值中假如不会有以上飘移要素.那麼一般即是数值(基准值)。但若存有飘移要素,其值便会转变 。放大仪与电磁场检验部件的光探测器联接,对其实现调配,并将电磁场检验部件的輸出值与基准值相较为。与此同时对电磁场检验部件的敏感度开展校准。此校准可在一瞬间开展,而且不用断开电导体中游动的电流量。

3 案例

图2所显示为本开发设计给予的非接触式电流传感器的构造。电磁线圈绕在变压器铁芯上,电磁场检验元器件安装在变压器铁芯的空隙内.光探测器精确测量电磁场检验部件的輸出,放大仪调配电磁场检验部件的輸出。

部分变压器铁芯务必产生饱和状态磁场,但并不限于此,全部变压器铁芯均为饱和状态磁场也可以。如要追求完美饱和状态磁场所具备的短暂性饱和状态特点。采用铁紊体或原子晶体这类的带磁铝合金便可见效。

图3所显示为非接触式电流传感器的变压器铁芯实例。变压器铁芯的两头部选用高导磁率和高磁通密度的磁场,边缘之外一部分选用饱和状态磁场。两边头细尖成锥型,以扩大空隙的磁通密度。提升电流传感器的敏感度。

电磁场检验元器件能够选用磁一光效用元器件和霍尔传感器。可是因为前面一种仅用尽的方法就能开展感测器部和操纵部中间的数据信号传输,而且不会受到磁感应噪音的危害.因此比较之下前面一种较为理想。

在精确测量电导体内穿过的交流电时。饱和状态磁场精密零部件穿过的电流量一旦做到饱合水平,即便 再扩大电导体中的电流量.空隙内的电磁场也不会再转变 。因为其变化量用电磁场检验元器件检验出不来,因此饱和状态磁场的饱合水平不可以由电导体内穿过的电流量而定。而其饱和点关键在于饱和状态磁场的外形和规格,尤其是空隙的外形和规格。

4 实际效果

试验结果显示。新研发的非接触式电流传感器具备以下成果:清除了电磁场检验部件的輸出飘移,能精准测量含直流电成份的电流量;不用高精密调配电磁线圈中游动的电流量就能高精密精确测量电流量;选用磁一光效用元器件.其填写和輸出讯号为光信号灯不亮,无磁感应噪音之忧;改进了溫度特点。

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