一种开环霍尔传感器测量准确度校验装置及其校验方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种开环霍尔传感器测量准确度校验装置，所述装置包括：电源，其输出端通过功率开关与均匀绕制在开环霍尔传感器上的电流导线相连，用于提供测试电流给所述开环霍尔传感器；回路电流检测装置，串联在所述电源的输出回路上，用于检测所述电源输出的回路电流；配套检测装置，分别与所述开环霍尔传感器的输出端和所述功率开关的控制端相连，用于采集所述开环霍尔传感器的输出数据，并根据所述输出数据以及所述回路电流检测装置检测的回路电流控制所述功率开关的开断。本发明专利技术提供的上述方案能够使用相对廉价的开环霍尔传感器到达闭环技术霍尔的性能指标，为开环霍尔传感器的高精度测量提供了良好参照。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种校验装置和校验方法，具体讲涉及一种开环霍尔传感器测量准确度校验装置及其校验方法。
技术介绍
在直流系统的大电流测试中，普遍使用直流分流器和霍尔传感器来测量电流。直流分流器精度相对较高，一般为0.5-0.2级；直流分流器串联于一次回路中，功耗较大(例如1000A，75mV，功耗75W)，测量与二次不隔离。采用霍尔技术测量直流系统大电流是近些年最常用的方法，其中闭环技术的霍尔传感器可以达到0.5级的技术水平。但闭环技术的霍尔传感器体积相对较大，有线圈，需外部激励电源，没有开口，只能随所测电流回路一次安装调试。开环霍尔传感器由一个带开口磁隙的铁芯和夹在开口处的霍尔元件及整个密封体组成，因测量电流范围不同，其物理尺寸相差很大，但基本物理结构、原理是一样的。相对于闭环技术的霍尔传感器，开环技术的霍尔传感器体积小，不需大功率电源激励，尤其是可以做成铁芯开口的结构(如直流钳形表)非常方便现场测量。但一个严重不足是测量准确度较低，一般测量误差为3％-5％。市场上最好的测量准确度也只能在1.5％左右。现状是：以往一般情况下不需要高精度地测量直流电流，但随着微网、储能等新能源逆变设备的大量投入，需要高精度测量直流电流。例如，在大功率储能、逆变的电力设备中，对转换效率的测量，就需要高精度测量直流电流，计算直流总功率。作为第三方对设备的检测、评估，必须外接直流电流传感器测量电流。闭环技术霍尔传感器固然好，但现场条件下安装过于复杂。因此，如果能够把带铁芯开口的开环霍尔传感器测量准确度，通过某种方法提高到一个可接受的水平将具有非常大的实用意义。
技术实现思路
为了解决现有技术中所存在的上述不足，本专利技术提供一种霍尔传感器测量准备度校验装置和校验方法，通过对开环霍尔传感器进行校准标定，使之能够大幅度提高测量准确度，并具备良好的稳定性。本专利技术提供的技术方案是：一种开环霍尔传感器测量准确度校验装置，其改进之处在于：所述装置包括：电源，其输出端通过功率开关与均匀绕制在开环霍尔传感器上的电流导线相连，用于提供测试电流给所述开环霍尔传感器；回路电流检测装置，串联在所述电源的输出回路上，用于检测所述电源输出的回路电流；配套检测装置，分别与所述开环霍尔传感器的输出端和所述功率开关的控制端相连，用于采集所述开环霍尔传感器的输出数据，并根据所述输出数据以及所述回路电流检测装置检测的回路电流控制所述功率开关的开断。优选的，所述电源为其输出电流中无高频脉动含量的功率蓄电池。优选的，所述功率开关包括并联的MOS管，所述MOS管并联后其漏极与所述电流导线的一端相连，其源极与所述电源的一输出端相连，其栅极与所述配套检测装置相连。优选的，所述回路电流检测装置包括分流器和数字mV表，所述分流器串联在所述电源的输出回路上，并与所述数字mV表相连，用于将输出回路上的大电流转换为小电流后供所述数字mV表测量。优选的，所述配套检测装置包括功率分析仪和检测工装，所述功率分析仪的输入端与所述开环霍尔传感器的输出端相连，其输出端与所述检测工装的输入端相连，用于采集所述开环霍尔传感器的输出数据，并将采集到的数据传输给所述检测工装，所述检测工装读取所述功率分析仪采集的开环霍尔传感器的输出数据、以及所述回路电流检测装置检测的回路电流，并根据所述开环霍尔传感器的输出数据以及所述回路电流控制所述功率开关的开断。进一步，所述检测工装还根据所述开环霍尔传感器的输出数据以及所述回路电流计算所述开环霍尔传感器在不同测量区间段的线性函数，所述不同测量区间段的线性函数的线性系数由所述检测工装计算完成后传输至所述功率分析仪，由所述功率分析仪进行存储。本专利技术的另一目的在于提供一种用开环霍尔传感器测量准确度校验装置实现的校验方法，所述方法包括：1)测量当回路电流检测装置检测的回路电流为零时，所述开环霍尔传感器的输出数据；2)调整回路电阻，并根据所述回路电阻估算回路电流，以确保所述回路电流不超过开环霍尔传感器的最大允许电流，并保证所述回路电流不超过电源的短时极限电流；3)控制MOS管短时导通，并读取所述MOS管导通时开环霍尔传感器的输出数据以及所述回路电流检测装置测量的标准回路电流，确定散点后关闭MOS管；4)改变流经所述开环霍尔传感器的电流极性或改变回路电阻，重复步骤3)；5)根据确定的所有散点得到不同区间段的线性方程；6)根据不同区间段的线性方程，通过线性插值计算标定与开环霍尔传感器输出数据相对
应的实际电流值。进一步，所述步骤3)中的回路电流检测装置测量的标准回路电流由人工输入至检测工装。优选的，所述步骤3)中的散点为由标准回路电流值和对应开环霍尔传感器采样值所形成的参数坐标点。优选的，所述步骤4)中通过改变缠绕在开环霍尔传感器上的绕线匝数或串联不同阻值的功率电阻来改变回路电阻。与最接近的现有技术相比，本专利技术具有如下显著进步：1，消除了带微调电位器的霍尔传感器因震动等人为因素造成的传感器输出数据失真的缺陷。2，在开环霍尔传感器上均匀缠绕电流导线，可采用电子开关控制下的小电流模拟储能设备的近千安的大电流，实现可控的真实电流场景下的校验与测量。3，直接由“源”到“目标”值，消除了开环霍尔传感器因制造工艺造成的分散性误差；消除了配套检测设备内部参考基准的分散误差。4，可用廉价的开环霍尔传感器达到相对贵重的闭环霍尔能够达到的测量效果。5，开环霍尔传感器采用开口铁芯，方便安装；电压量输出，可大幅减轻供电电源容量需求。附图说明图1为本专利技术提供的开环霍尔传感器校验装置的结构示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步的详细说明。为了彻底了解本专利技术实施例，将在下列的描述中提出详细的结构。显然，本专利技术实施例的施行并不限定于本领域的技术人员所熟习的特殊细节。本专利技术的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本专利技术还可以具有其他实施方式。本专利技术提供一种开环霍尔传感器测量准确度校验装置，其结构如图1所示：所述装置包括：电源，其输出端通过功率开关与均匀绕制在开环霍尔传感器上的电流导线相连，用于提供测试电流给所述开环霍尔传感器；回路电流检测装置，串联在所述电源的输出回路上，用于检测所述电源输出的回路电流；配套检测装置，分别与所述开环霍尔传感器的输出端和所述功率开关的控制端相连，用于采集所述开环霍尔传感器的输出数据，并根据所述输出数据以及所述回路电流检测装置检测的回路电流控制所述功率开关的开断。所述电源为其输出电流中无高频脉动含量的功率蓄电池。所述电流导线为低阻导线，当采用低阻导线在被校准开环霍尔传感器上均匀缠绕10圈时，被校准霍尔传感器的实际电流为电源输出回路电流的10倍。所述功率开关包括并联的MOS管，为使回路电流达到一个期望的范围，要求回路总电阻小于0.2欧姆；图1中使用三个大功率MOS管(Q1、Q2、Q3)并联，也是为了降低导通电阻。所述MOS管并联后其漏极与所述电流导线的一端相连，其源极与所述电源的一输出端相连，其栅极与所述配套检测装置相连。所述回路电流检测装置包括分流器和数字mV表，所述分流器串联在所述电源的输出回路上，并与所述数字mV表相连，用于将输出回路上的大电流转换为小电流后供所述数字mV表测量。所述分流器为高精度直流分流器，所述数字mV表为高精度数字m本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种开环霍尔传感器测量准确度校验装置，其特征在于：所述装置包括：电源，其输出端通过功率开关与均匀绕制在开环霍尔传感器上的电流导线相连，用于提供测试电流给所述开环霍尔传感器；回路电流检测装置，串联在所述电源的输出回路上，用于检测所述电源输出的回路电流；配套检测装置，分别与所述开环霍尔传感器的输出端和所述功率开关的控制端相连，用于采集所述开环霍尔传感器的输出数据，并根据所述输出数据以及所述回路电流检测装置检测的回路电流控制所述功率开关的开断。

【技术特征摘要】
1.一种开环霍尔传感器测量准确度校验装置，其特征在于：所述装置包括：电源，其输出端通过功率开关与均匀绕制在开环霍尔传感器上的电流导线相连，用于提供测试电流给所述开环霍尔传感器；回路电流检测装置，串联在所述电源的输出回路上，用于检测所述电源输出的回路电流；配套检测装置，分别与所述开环霍尔传感器的输出端和所述功率开关的控制端相连，用于采集所述开环霍尔传感器的输出数据，并根据所述输出数据以及所述回路电流检测装置检测的回路电流控制所述功率开关的开断。2.根据权利要求1所述的一种开环霍尔传感器测量准确度校验装置，其特征在于：所述电源为其输出电流中无高频脉动含量的功率蓄电池。3.根据权利要求1所述的一种开环霍尔传感器测量准确度校验装置，其特征在于：所述功率开关包括并联的MOS管，所述MOS管并联后其漏极与所述电流导线的一端相连，其源极与所述电源的一输出端相连，其栅极与所述配套检测装置相连。4.根据权利要求1所述的一种开环霍尔传感器测量准确度校验装置，其特征在于：所述回路电流检测装置包括分流器和数字mV表，所述分流器串联在所述电源的输出回路上，并与所述数字mV表相连，用于将输出回路上的大电流转换为小电流后供所述数字mV表测量。5.根据权利要求1所述的一种开环霍尔传感器测量准确度校验装置，其特征在于：所述配套检测装置包括功率分析仪和检测工装，所述功率分析仪的输入端与所述开环霍尔传感器的输出端相连，其输出端与所述检测工装的输入端相连，用于采集所述开环霍尔传感器的输出数据，并将采集到的数据传输给所述检测工装，所述检测工装读取所述功率分析仪采集的开环霍尔传感器的输出数据、以及所述回路电流检测装置检测的回路电流，并根据所述开环霍尔传...

【专利技术属性】
技术研发人员：李相俊，任景龙，李蓓，贾学翠，惠东，唐跃中，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院，国家电网公司，国网上海市电力公司，
类型：发明
国别省市：北京;11