本发明专利技术提供了一种电流测量方法及装置，涉及电子电路领域。该电流测量方法包括：调节第一辅助电流，使第一辅助电流通过辅助电流的辅助线圈所产生的磁场强度与待测电流所产生的磁场强度之和为第一磁场强度；获取第一辅助电流的值；导通第二辅助电流，第二辅助电流所产生磁场强度的方向与第一辅助电流所产生磁场强度的方向相反；调节第二辅助电流，使第二辅助电流通过辅助电流的辅助线圈所产生的磁场强度与待测电流所产生磁场强度之和为第二磁场强度，第二磁场强度与第一磁场强度大小相等、方向相反；获取第二辅助电流的值；将第二辅助电流与第一辅助电流做差分运算，根据两者差值以及辅助线圈匝数计算待测电流。该方法可提高测量精度。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电子电路领域，具体而言，涉及一种电流测量方法及装置。
技术介绍
在现代工业控制、仪器仪表、电力电子设备等系统中，电流的非接触检测技术是保障系统安全运行的一项不可或缺的技术。例如，在电力传输系统中，系统经过长时间的运行后，由于老化、天气等原因，其传输导线的绝缘性必然下降，此时产生的微小泄漏电流有可能使系统拒绝动作或产生误动作，是系统安全运行的巨大隐患。现有的测量技术如图1和图2所示，图1示出了电流的非接触测量时需要构建的电流探头。电流探头包括磁回路、探测器件和辅助线圈。磁回路由软磁材料构成。该磁回路可以是一个，也可以是多个磁回路的并联。该磁回路中可以不包含气隙，也可以包含一个或多个气隙，并且磁回路可以是任意的闭合形状。利用磁敏器件进行检测时，探测器件是嵌入磁回路气隙中的霍尔元件、磁敏电阻等；在利用磁调制原理检测时，探测器件就是一组或多组缠绕在磁回路中的线圈，这一类的检测时需要外围电路通过线圈对磁路不停的励磁，并与直流磁场产生相互作用后，才能产生出可检测的电学量。辅助线圈可以是一组，也可以是多组。待测电流一般采用单匝穿芯的结构方式，但也可以采用多匝缠绕的方式。电流探头仅仅看成一个可以将外部待测电流值转化为可检测电学量的器件，而与电流探头采用何种具体的检测方式无关。图2是目前广泛采用的一种称为“零磁通”测量控制技术的电路原理示意图。假设外部的待测电流为I，采用单匝穿芯的结构，辅助线圈的匝数为N。电路首先将电流探头检测到的信号进行放大处理，然后用这一放大后信号对辅助线圈上的电流1八进行控制，辅助线圈上的电流I A所产生的磁场必须要抵消外部待测电流I所产生的磁场。这样整个电路就构成了一个负反馈环路，根据深度负反馈原理，只要环路增益足够大，辅助线圈上电流Ia所产生的磁场就等于外部待测电流I所产生的磁场，磁芯始终工作在“零磁通状态”状态，辅助线圈电流1八有:I a= -1/No上式中的电流方向根据图2中电流的标注方向确定。这样，根据辅助线圈上的电流IA，电路即可以完成对外部电流I的测量。补充说明一点，以上论述的“零磁通”测量控制技术，还可以扩展为更广泛的“恒磁通”控制技术:在图2的原理结构不变的情况下，通过对辅助线圈电流Ia进行进行控制，使得辅助线圈上的电流1八所产生的磁场与外部待测电流I所产生的磁场之和始终为一个恒定值，即:IaXN+I = H0Ia= H0/N-1/N其中H。代表一个恒定的磁场强度，也可以代表一个恒定的电流，同样可以完成对外部待测电流I的测量，而“零磁通”技术只是“恒磁通”控制技术的一个特例。图1和图2示出的现有技术容易因磁材料特性和电路特性两方面而产生输出零点的稳定性问题，即“零点漂移”问题。在实际应用如在小电流的测量时，这一现象已经成为限制相关产品测量精度的根本原因。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种电流测量方法，在现有检测方法的基础上，提出了通过改变辅助线圈中电流在磁回路中产生磁场的方向，实现待测的电流信号以差分量形式呈现出来的方法。该方法与现有技术相比，可以大幅降低检测结果的零点漂移，提高测量精度。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案:一种电流测量方法，待测电流的线路与辅助电流的线路均缠绕于同一磁回路，所述辅助电流包括第一辅助电流和第二辅助电流，所述方法包括:调节所述第一辅助电流，使所述第一辅助电流通过所述辅助电流的辅助线圈所产生的磁场强度与所述待测电流所产生的磁场强度之和为第一磁场强度；获取在所述第一磁场强度下所述第一辅助电流的值；导通所述第二辅助电流，所述第二辅助电流所产生磁场强度的方向与所述第一辅助电流所产生磁场强度的方向相反；调节所述第二辅助电流，使所述第二辅助电流通过所述辅助电流的辅助线圈所产生的磁场强度与所述待测电流所产生磁场强度之和为第二磁场强度，所述第二磁场强度与所述第一磁场强度大小相等、方向相反；获取在所述第二磁场强度下所述第二辅助电流的值；将所述第二辅助电流与所述第一辅助电流做差分运算，根据所述第二辅助电流与第一辅助电流的差值以及所述辅助线圈匝数计算所述待测电流。优选地，上述的电流测量方法中，可以用一个斩波信号发生器来产生一组控制信号，将时间分为周期性的交替片段。优选地，上述的电流测量方法中，所述斩波信号发生器所产生的信号用以控制所述连接控制模块，交替改变所述辅助线圈与所述辅助线圈电流控制模块之间的连接拓扑结构，从而交替导通所述第一辅助电流和所述第二辅助电流，并使得所述第二辅助电流在磁回路中所产生的磁场强度方向与所述第一辅助电流在磁回路中产生的磁场强度方向相反。优选地，上述的电流测量方法中，在斩波信号所划分的一定的时间片段内，通过所述斩波信号发生器对所述连接控制模块的控制，所述信号检测放大模块、所述辅助线圈电流控制模块与所述辅助线圈通过磁回路形成第一种拓扑结构的负反馈环路，所述辅助线圈电流控制模块在负反馈状态下自动调节所述第一辅助电流，使所述第一辅助电流通过所述辅助电流的辅助线圈所产生的磁场强度与所述待测电流所产生的磁场强度之和为第一磁场强度，并获得磁场强度为所述第一磁场强度时的所述第一辅助电流的值。优选地，上述的电流测量方法中，在斩波信号所划分的另外一定的时间片段内，通过所述斩波信号发生器对所述连接控制模块的控制，所述信号检测放大模块、所述辅助线圈电流控制模块与所述辅助线圈通过磁回路形成第二种拓扑结构的负反馈环路，所述辅助线圈电流控制模块在负反馈状态下自动调节所述第二辅助电流，使所述第二辅助电流通过所述辅助电流的辅助线圈所产生的磁场强度与所述待测电流所产生的磁场强度之和为第二磁场强度，并获得磁场强度为所述第二磁场强度时的所述第二辅助电流的值。优选地，上述的电流测量方法中，所述第二磁场强度与所述第一磁场强度大小相同、方向相反，其大小可以在电路中人为设定，可以为零，也可以不为零。优选地，上述的电流测量方法中，将所述第二辅助电流信号与所述第一辅助电流信号做差分运算，再根据所述辅助线圈匝数即可计算所述待测电流。如果只使用一个辅助线圈，可以通过所述连接控制模块在所述斩波信号的控制下，改变所述辅助线圈线路与所述辅助线圈控制模块的输出端之间的连接拓扑结构，使得所述第一辅助电流通过所述辅助电流的辅助线圈所产生磁场强度的方向与所述第二辅助电流通过所述辅助电流的辅助线圈所产生磁场强度的方向相反，该拓扑连接结构的改变是指通过所述连接控制模块，使得所述辅助线圈的端口与所述辅助线圈电流控制模块输出电流的端口之间呈现反向连接关系。也可以使用多组缠绕方向不同的辅助线圈，通过所述连接控制模块在所述斩波信号的控制下，选择使用不同的辅助线圈来使得所述第一辅助电流通过所述辅助电流的辅助线圈所产生磁场强度的方向与所述第二辅助电流通过所述辅助电流的辅助线圈所产生磁场强度的方向相反，此时拓扑连接结构的改变是指通过所述连接控制模块，所述辅助线圈电流控制模块输出电流的端口与不同的辅助线圈连接。具体地，使用任何方法使得所述第一辅助电流通过所述辅助电流的辅助线圈所产生磁场强度的方向与所述第二辅助电流通过所述辅助电流的辅助线圈所产生磁场强度的方向相反，均可视为拓扑连接结构的改变。优选地，上述的电流测量方法中，所述第一辅助电流为IA，所述辅助电流的辅助线圈匝数为N，所述待测电本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电流测量方法，其特征在于，待测电流的线路与辅助电流的线路均缠绕于同一磁回路，所述辅助电流包括第一辅助电流和第二辅助电流，所述方法包括：调节所述第一辅助电流，使所述第一辅助电流通过所述辅助电流的辅助线圈所产生的磁场强度与所述待测电流所产生的磁场强度之和为第一磁场强度；获取在所述第一磁场强度下所述第一辅助电流的值；导通所述第二辅助电流，所述第二辅助电流所产生磁场强度的方向与所述第一辅助电流所产生磁场强度的方向相反；调节所述第二辅助电流，使所述第二辅助电流通过所述辅助电流的辅助线圈所产生的磁场强度与所述待测电流所产生磁场强度之和为第二磁场强度，所述第二磁场强度与所述第一磁场强度大小相等、方向相反；获取在所述第二磁场强度下所述第二辅助电流的值；将所述第二辅助电流与所述第一辅助电流做差分运算，根据所述第二辅助电流与第一辅助电流的差值以及所述辅助线圈匝数计算所述待测电流。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：潘飞蹊，罗洪亮，
申请(专利权)人：深圳市信瑞达电力设备有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44
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