一种直流电流测量装置制造方法及图纸

一种直流电流测量装置，属于电工技术中的电流测量设备。本发明专利技术包括传感头，所述传感头为圆环形，包括第一环形检测铁芯、第二环形检测铁芯、第三环形检测铁芯和第四环形检测铁芯，各绕有检测绕组的第一环形检测铁芯和第二环形检测铁芯叠加后，在其两侧分别再叠加拼装第三环形检测铁芯和第四环形检测铁芯，然后整体置于环形磁屏蔽铁芯由内层和外层组成的环形半空腔中，环形磁屏蔽铁芯外面绕有反馈绕组。本发明专利技术能够实现数万安培工业强直流电流的准确测量，比例精度达到万分之二以上，而且该系统会自动跟踪而不失衡，其稳定性、可靠性高，适应于工业应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电工技术中的电流测量
，更具体地，涉及一种用于直流电流的测量装置。
技术介绍
国家知识产权局2015年5月6日授权的专利技术专利“直流电流计量装置”，专利号：ZL201310199328.6，在构思上具有独创性。但这种装置存在如下原理性缺陷：即该专利说明书表述为在第一环形检测铁芯和第二环形检测铁芯上，分别绕有两套匝数相同的第一调制检测绕组、第一激励检测绕组和第二调制检测绕组、第二激励检测绕组；两激励检测绕组、第一二极管和第二二极管、第一电阻和第二电阻与激励变压器，构成工频正半波基于磁放大器原理的直流电流检测系统，基于该磁放大器原理的检测系统的直流输入/输出特性是单质的，特别适应于大直流电流信号的检测。深入研究表明，该基于磁放大器原理的检测系统的直流输入/输出特性，是难以做到单质的。因为两环形检测铁芯上各绕有两套绕组，虽然它们分别工作在工频的正半波和负半波，但两调制检测绕组、第三二极管和第四二极管以及调制变压器，构成的工频负半波基于磁调制器原理的直流电流检测系统，由于同一环形检测铁芯具有对其多绕组相互耦合的作用，在两激励检测绕组中会感应干扰信号，该干扰信号叠加到磁放大器原理的直流电流检测系统，使得其直流输入/输出特性难以保持单质特性，其所述作用受到限制。
技术实现思路
针对现有技术中测量装置在同一环形检测铁芯具有多绕组相互耦合的情况下，两激励检测绕组中会感应干扰信号，本专利技术的目旨在解决以上技术问题。为实现上述目的，本专利技术提供了一种直流电流测量装置，其特征在于，所述装置包括传感头；所述传感头包括第一环形检测铁芯、第二环形检测铁芯、第三环形检测铁芯、第四环形检测铁芯和环形磁屏蔽铁芯；所述第一、二、三、四环形检测铁芯形状相同，所述第一环形检测铁芯和所述第二环形检测铁芯外面分别绕有第一调制检测绕组和第二调制检测绕组；所述第三环形检测铁芯和所述第四环形检测铁芯外面分别绕有第一激励检测绕组和第二激励检测绕组；所述环形磁屏蔽铁芯包括由内层和外层组成的环形半空腔；将绕有绕线组的所述第三、一、二、四环形检测铁芯依次叠加，然后整体所述置于环形磁屏蔽铁芯的环形半空腔中，所述环形磁屏蔽铁芯外面绕有反馈绕组。优选地，所述装置还包括激励变压器、调制变压器、带通滤波器、低通滤波器、相敏解调器、直流放大器、合成调节器、功率放大器、第一电阻、第二电阻、第一二极管和第二二极管；所述激励变压器的二次绕组的同名端，同时与所述第一激励检测绕组的同名端和所述第二激励检测绕组的异名端相连，所述激励变压器的二次绕组的异名端，与第一电阻和第二电阻的一端连接，所述第一电阻的另一端与第一二极管的阴极相连并同时连接所述低通滤波器的输入端，所述低通滤波器的输出端与所述直流放大器的输入端相连，所述第一二极管的阳极与所述第一激励检测绕组的异名端连接，所述第二电阻的另一端与第二二极管的阴极以及接地点连接，所述第二二极管的阳极与所述第二激励检测绕组的同名端相连；所述第一调制检测绕组的同名端与所述调制变压器二次绕组的同名端相连，所述第一调制检测绕组的异名端，与所述第二调制检测绕组的异名端以及接地点连接，所述第二调制检测绕组的同名端与所述调制变压器二次绕组的异名端连接，所述调制变压器的二次绕组中心抽头连接所述带通滤波器的输入端，所述带通滤波器的输出端连接到所述相敏解调器的输入端，所述相敏解调器的输出端和所述直流放大器的输出端分别连接所述合成调节器的输入端，所述合成调节器的输出端连接所述功率放大器的输入端，所述功率放大器输出端与所述反馈绕组的同名端相连，所述反馈绕组的异名端通过标准电阻连接接地点。优选地，所述第一调制检测绕组、第二调制检测绕组、第一激励检测绕组和第二激励检测绕组的匝数相同，均为500匝～5000匝；所述反馈绕组为500匝～20000匝；优选地，所述环形检测铁芯由上半圆环磁屏蔽铁芯和下半圆环磁屏蔽铁芯组成，所述上半圆环磁屏蔽铁芯和所述下半圆环磁屏蔽铁芯各自分别由经退火处理后卷绕成半圆环状的冷轧硅钢片组成，经拼接而构成内有圆环形半空腔的圆环状；所述反馈绕组等分为两段，分别对应绕在所述环形磁屏蔽铁芯的上半圆环磁屏蔽铁芯和下半圆环磁屏蔽铁芯上，两段之间通过导线连接；优选地，所述第一调制检测绕组等分为两段，分别绕在所述第一环形检测铁芯的上半圆环和下半圆环检测铁芯上，两段绕组之间通过导线连接；所述第二环形调制检测绕组等分为两段，分别绕在所述第二环形检测铁芯的上半圆环和下半圆环检测铁芯上，两端绕组之间通过导线连接；所述第一激励检测绕组等分为两段，分别绕在所述第三环形检测铁芯的上半圆环和下半圆环检测铁芯上，两段绕组之间通过导线连接；所述第二激励检测绕组等分为两段，分别绕在所述第四环形检测铁芯的上半圆环和下半圆环检测铁芯上，两段之间通过导线连接。通过本专利技术所构思的以上技术方案，与现有技术相比，能够取得以下有益效果：(1)本专利技术测量装置中四个环形检测铁芯上各绕有一套检测绕组，组成独立的所述基于磁调制器原理的直流电流检测系统，和独立的所述基于磁放大器原理的直流电流检测系统，这两个检测系统相互之间不产生干扰；(2)本专利技术基于磁放大器原理的直流电流检测系统的检测铁芯，即第三和第四环形检测铁芯，既是该系统的检测铁芯，也起到了基于磁调制器原理的直流电流检测系统的检测铁芯，即第一和第二环形检测铁芯的磁屏蔽铁芯作用；(3)本专利技术磁调制器和磁放大器两种检测系统的输出信号，分别经过带通滤波器、相敏解调器和低通滤波器、直流放大器，进入合成调节器，将两直流检测信号进行叠加，得到合成工频全周波的直流检测信号；该合成信号的直流输入/输出检测特性，既具有磁调制器检测原理的零安匝附近灵敏度高的特性，也具有磁放大器原理大直流检测信号的单质特性，突破了传统磁调制器原理存在的直流检测特性的虚假平衡过零点、非单质性棘手问题；(4)合成调节器输出的直流信号，经功率放大器后给反馈绕组输入反馈电流，实现反馈直流安匝与被测直流安匝的磁势平衡，能够实现数万安培工业直流电流的准确测量，比例精度达到万分之二以上，而且该系统自动跟踪而不失衡，其稳定性、可靠性高，适应于工业应用。附图说明图1为本专利技术的传感头外形示意图；图2为传感头截面示意图；图3为本专利技术的电路示意图。具本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种直流电流测量装置，其特征在于，所述装置包括传感头；所述传感头包括第一环形检测铁芯、第二环形检测铁芯、第三环形检测铁芯、第四环形检测铁芯和环形磁屏蔽铁芯；所述第一、二、三、四环形检测铁芯形状相同，所述第一环形检测铁芯和所述第二环形检测铁芯外面分别绕有第一调制检测绕组和第二调制检测绕组；所述第三环形检测铁芯和所述第四环形检测铁芯外面分别绕有第一激励检测绕组和第二激励检测绕组；所述环形磁屏蔽铁芯包括由内层和外层组成的环形半空腔；将绕有绕线组的所述第三、一、二、四环形检测铁芯依次叠加，然后整体所述置于环形磁屏蔽铁芯的环形半空腔中，所述环形磁屏蔽铁芯外面绕有反馈绕组。

【技术特征摘要】
1.一种直流电流测量装置，其特征在于，所述装置包括传感头；
所述传感头包括第一环形检测铁芯、第二环形检测铁芯、第三环
形检测铁芯、第四环形检测铁芯和环形磁屏蔽铁芯；
所述第一、二、三、四环形检测铁芯形状相同，所述第一环形检
测铁芯和所述第二环形检测铁芯外面分别绕有第一调制检测绕组和
第二调制检测绕组；所述第三环形检测铁芯和所述第四环形检测铁芯
外面分别绕有第一激励检测绕组和第二激励检测绕组；
所述环形磁屏蔽铁芯包括由内层和外层组成的环形半空腔；将绕
有绕线组的所述第三、一、二、四环形检测铁芯依次叠加，然后整体
所述置于环形磁屏蔽铁芯的环形半空腔中，所述环形磁屏蔽铁芯外面
绕有反馈绕组。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括激
励变压器、调制变压器、带通滤波器、低通滤波器、相敏解调器、直
流放大器、合成调节器、功率放大器、第一电阻、第二电阻、第一二
极管和第二二极管；所述激励变压器的二次绕组的同名端，同时与所
述第一激励检测绕组的同名端和所述第二激励检测绕组的异名端相
连，所述激励变压器的二次绕组的异名端，与第一电阻和第二电阻的
一端连接，所述第一电阻的另一端与第一二极管的阴极相连并同时连
接所述低通滤波器的输入端，所述低通滤波器的输出端与所述直流放
大器的输入端相连，所述第一二极管的阳极与所述第一激励检测绕组
的异名端连接，所述第二电阻的另一端与第二二极管的阴极以及接地

\t点连接，所述第二二极管的阳极与所述第二激励检测绕组的同名端相
连；
所述第一调制检测绕组的同名端与所述调制变压器二次绕组的
同名端相连，所述第一调制检测绕组的异名端，与所述第二调制检测
绕组的异名端以及接地点连接，所述第二调制检测绕组的同名端与所
述调制...

【专利技术属性】
技术研发人员：任士焱，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42