一种测量交流与直流电流的比较仪制造技术

本发明专利技术公开了一种测量交流与直流电流的比较仪。该比较仪包括传感头、调制变压器、直流侧标准电阻、交流侧标准电阻、带通滤波器、同步解调器、直流功率放大器、交流电压放大器及交流功率放大器，测量头包括结构相同的三个单元，每个单元包括环形检测铁芯、检测绕组、静电屏蔽层、磁屏蔽铁芯及二次绕组；第一和第二单元、调制变压器、带通滤波器、同步解调器、直流功率放大及直流侧标准电阻构成基于双铁芯磁调制器原理的直流检测系统；第三个单元、交流侧标准电阻、交流电压放大器及交流功率放大器构成基于单铁芯交流检测系统，本发明专利技术不仅既可以测量直流、也可以测量交流电流，还可测量直流叠加交流的混合型电流的直流分量和交流分量。

A comparator for measuring AC and DC currents

The invention discloses a comparator for measuring alternating current and direct current. The comparator consists of a sensor head, a modulation transformer, a DC-side standard resistance, an AC-side standard resistance, a band-pass filter, a synchronous demodulator, a DC power amplifier, an AC voltage amplifier and an AC power amplifier. The measuring head consists of three identical units, each of which consists of a ring-shaped detection core and a detection winding. The first and second units, modulation transformer, bandpass filter, synchronous demodulator, DC power amplifier and DC side standard resistance constitute a DC detection system based on the principle of dual core magnetic modulator; the third unit, AC side standard resistance, AC voltage amplifier. The invention can not only measure DC and AC current, but also measure DC and AC components of mixed current superimposed by DC and AC.

【技术实现步骤摘要】
一种测量交流与直流电流的比较仪
本专利技术属于电工技术中的电流测量设备，特别涉及一种测量交流与直流电流的比较仪。
技术介绍
专利号ZL92103969.7题为“一种交直流电流比较仪”，它是在测量头中的交流主铁芯T2外面绕上交流检测绕组WD，再在该绕组外面绕上监视绕组WK，在WK外面绕交流调零绕组Wa；在两个直流主铁芯T3外面分别绕上激磁绕组We；然后将上述交流、直流绕组铁芯拼装，在它们外面绕上静电屏蔽E，并将它置于磁屏蔽铁芯T1中，在T1外面绕上交直流二次绕组WS；该装置既可测量直流，也可测量交流，还可同时测量交直流电流。但存在如下缺陷：在交流主铁芯T2上设置了交流调零绕组Wa，该绕组与电势源e和电阻R电容C的并联支路相串联，为了抑制由于直流系统纹波对交流系统零点的影响。这种影响之所以发生，因为交流系统和直流系统共用一套交直流二次绕组WS和耦合铁芯T1，其影响不可避免；另外直流系统纹波与被测对象、环境等有关，不可能是恒定的，调零绕组所接电势源e、电阻R和电容C无法跟踪直流系统纹波变化，其工业应用受到限制，这就是本专利技术予以解决的问题。
技术实现思路
针对现有技术的上述缺陷，本专利技术提供了一种测量交流与直流电流的比较仪，解决现有比较仪装置存在直流与交流系统之间产生干扰的技术问题。为实现上述目的，本专利技术提出的测量交流与直流电流的比较仪，包括：传感头、调制变压器、直流侧标准电阻、交流侧标准电阻、带通滤波器、同步解调器、直流功率放大器、交流电压放大器、交流功率放大器；传感头包括第一环形检测铁芯、绕于第一环形检测铁芯的第一检测绕组、包围第一检测绕组的第一静电屏蔽层、置于第一静电屏蔽层外的第一磁屏蔽铁芯及绕于第一磁屏蔽铁芯的第一二次绕组；传感头还包括第二环形检测铁芯、绕于第二环形检测铁芯的第二检测绕组、包围第二检测绕组的第二静电屏蔽层、置于第二静电屏蔽层外的第二磁屏蔽铁芯及绕于第二磁屏蔽铁芯的第二二次绕组；传感头还包括第三环形检测铁芯、绕于第三环形检测铁芯的第三检测绕组、包围第三检测绕组的第三静电屏蔽层、置于第三静电屏蔽层外的第三磁屏蔽铁芯及绕于第三磁屏蔽铁芯的第三二次绕组；第一二次绕组的同名端连接直流侧标准电阻后接地，第一二次绕组的异名端连接第二二次绕组的同名端；第一检测绕组的同名端连接调制变压器副边绕组的同名端，第一检测绕组的异名端连接第二检测绕组的异名端并接地，第二检测绕组的同名端连接调制变压器副边绕组的异名端，调制变压器副边绕组的中心抽头连接带通滤波器的输入端，带通滤波器的输出端连接同步解调器的输入端，同步解调器的输出端与直流功率放大器的输入端相连，直流功率放大器的输出端连接第二二次绕组的异名端；第三检测绕组的异名端与地连接，第三检测绕组的同名端连接交流电压放大器的输入端，交流电压放大器的输出端连接交流功率放大器的输入端，交流功率放大器的输出端连接第三二次绕组的异名端并接地，第三二次绕组的同名端连接交流侧标准电阻后接地。优选地，所有静电屏蔽层的材料均为铜箔。优选地，所有磁屏蔽铁芯形状相同，由冷轧硅钢带卷绕成环状并退火处理后拼装而成。优选地，所有环形检测铁芯形状相同，由冷轧硅钢带卷绕成环状并退火处理后得到。优选地，第一检测绕组的匝数、第二检测绕组的匝数及第三检测绕组的匝数相同。优选地，第一二次绕组的匝数、第二二次绕组的匝数及第三二次绕组的匝数相同。总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：(1)本专利技术合理地将传感头设置为三个相同独立的单元，每个单元均由环形检测铁芯、检测绕组、静电屏蔽层、环形磁屏蔽铁芯和二次绕组构成；第一单元和第二单元组成基于双铁芯磁调制器原理的直流检测系统，该系统将磁调制检测信号从调制变压器的副边绕组中心抽头取出，经带通滤波器、同步解调器、直流功率放大器，输出直流电流给第一和第二单元中相串联的第一和第二二次绕组，该直流电流流经直流侧标准电阻，得到直流电流被测电压信号；第三单元组成基于单铁芯的交流检测系统，该系统将交流检测信号从第三检测绕组的同名端取出，经交流电压放大器、交流功率放大器，输出交流电流给第三单元中的第三二次绕组，该交流电流流经交流侧标准电阻，得到交流电流被测电压信号；这样就完全突破了交流系统和直流系统共用一套交直流二次绕组和耦合铁芯的现有技术，从源头上解决了直流系统纹波对交流系统零点影响的问题，消除了交流调零绕组、电势源、电阻和电容并联支路的设置，使装置调试、运行更为便捷、可靠。(2)本专利技术不仅既可测量直流电流，也可测量交流电流，还可测量直流叠加交流的混合型电流的直流分量和交流分量。(3)本专利技术将传感头设置为三个相同独立单元的方案，其结构、性能优越，整机性能价格比更高。附图说明图1为本专利技术提供的测量交流与直流电流的比较仪中传感头外型图；图2为本专利技术提供的测量交流与直流电流的比较仪中传感头截面图；图3为本专利技术测量交流与直流电流的比较仪电路图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征，只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。图1为本专利技术提供的一种测量交流与直流电流的比较仪的传感头外型图，其截面如图2所示。整个测量头呈圆环状，测量头T包括第一环形检测铁芯C12、第二环形检测铁芯C22、第三环形检测铁芯C32、第一检测绕组W11、第二检测绕组W21、第三检测绕组W31、第一静电屏蔽层E1、第二静电屏蔽层E2、第三静电屏蔽层E3、第一环形磁屏蔽铁芯C11、第二环形磁屏蔽铁芯C21、第三环形磁屏蔽铁芯C31、第一二次绕组W12、第二二次绕组W22和第三二次绕组W32；所述第一形检测铁芯C12、第二形检测铁芯C22和第三环形检测铁芯C32形状相同，第一环形检测铁芯C12、第二环形检测铁芯C22和第三环形检测铁芯C32上分别绕有匝数相同的第一检测绕组W11、第二检测绕组W21和第三检测绕组W31，第一检测绕组W11、第二检测绕组W21和第三检测绕组W31外面分别包覆第一静电屏蔽层E1、第二静电屏蔽层E2和第二静电屏蔽层E3后，分别置于由外环和内环构成的空腔结构形状相同的第一磁屏蔽铁芯C11、第二磁屏蔽铁芯C21和第三磁屏蔽铁芯C31的空腔中，在第一磁屏蔽铁芯C11、第二磁屏蔽铁芯C21和第三磁屏蔽铁芯C31外分别绕有匝数相同的第一二次绕组W12、第二二次绕组W22和第三二次绕组W32。图3给出了一种测量交流与直流电流的比较仪电路图。图3所示的一次绕组W1即传输被测交流与直流电流I1的母线，从如图1所示的传感头中心圆孔穿过。该比较仪包括传感头T、调制变压器T1、直流侧标准电阻RSD、交流侧标准电阻RSA、带通滤波器1、同步解调器2、直流功率放大器3、交流电压放大器4、交流功率放大器5。传感头T中第一二次绕组W12的同名端连接直流侧标准电阻RSD后接地，第一二次绕组W12的异名端连接第二二次绕组W22的同名端；第一检测绕组W11的同名端连接调制变压器T1副边绕组的同名端，第一检测绕组W11的异名端连接第二检测绕组W21的异名端并接地，第二检测绕组W21的同名端连接调制本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种测量交流与直流电流的比较仪，其特征在于，包括：传感头(T)、调制变压器(T1)、直流侧标准电阻(RSD)、交流侧标准电阻(RSA)、带通滤波器(1)、同步解调器(2)、直流功率放大器(3)、交流电压放大器(4)、交流功率放大器(5)；所述传感头包括第一环形检测铁芯(C12)、绕于所述第一环形检测铁芯(C12)外的第一检测绕组(W11)、包围所述第一检测绕组(W11)的第一静电屏蔽层(E1)、置于所述第一静电屏蔽层(E1)外的第一磁屏蔽铁芯(C11)及绕于第一磁屏蔽铁芯(C11)外的第一二次绕组(W12)；所述传感头还包括第二环形检测铁芯(C22)、绕于所述第二环形检测铁芯(C22)外的第二检测绕组(W21)、包围所述第二检测绕组(W21)的第二静电屏蔽层(E2)、置于所述第二静电屏蔽层(E2)外的第二磁屏蔽铁芯(C21)及绕于第二磁屏蔽铁芯(C21)外的第二二次绕组(W22)；所述传感头还包括第三环形检测铁芯(C32)、绕于所述第三环形检测铁芯(C32)外的第三检测绕组(W31)、包围所述第三检测绕组(W31)的第三静电屏蔽层(E3)、置于所述第三静电屏蔽层(E3)外的第三磁屏蔽铁芯(C31)及绕于第三磁屏蔽铁芯(C31)外的第三二次绕组(W32)；所述第一二次绕组(W12)的同名端连接直流侧标准电阻(RSD)后接地，第一二次绕组(W12)的异名端连接第二二次绕组(W22)的同名端；第一检测绕组(W11)的同名端连接调制变压器(T1)副边绕组的同名端，第一检测绕组(W11)的异名端连接第二检测绕组(W21)的异名端并接地，第二检测绕组(W21)的同名端连接调制变压器(T1)副边绕组的异名端，调制变压器(T1)副边绕组的中心抽头连接带通滤波器(1)的输入端，带通滤波器(1)的输出端连接同步解调器(2)的输入端，同步解调器(2)的输出端与直流功率放大器(3)的输入端相连，直流功率放大器(3)的输出端连接第二二次绕组(W22)的异名端；第三检测绕组(W31)的异名端与地连接，第三检测绕组(W31)的同名端连接交流电压放大器(4)的输入端，交流电压放大器(4)的输出端连接交流功率放大器(5)的输入端，交流功率放大器(5)的输出端连接第三二次绕组(W32)的异名端，第三二次绕组(W32)的同名端连接交流侧标准电阻(RSA)后接地。...

【技术特征摘要】
1.一种测量交流与直流电流的比较仪，其特征在于，包括：传感头(T)、调制变压器(T1)、直流侧标准电阻(RSD)、交流侧标准电阻(RSA)、带通滤波器(1)、同步解调器(2)、直流功率放大器(3)、交流电压放大器(4)、交流功率放大器(5)；所述传感头包括第一环形检测铁芯(C12)、绕于所述第一环形检测铁芯(C12)外的第一检测绕组(W11)、包围所述第一检测绕组(W11)的第一静电屏蔽层(E1)、置于所述第一静电屏蔽层(E1)外的第一磁屏蔽铁芯(C11)及绕于第一磁屏蔽铁芯(C11)外的第一二次绕组(W12)；所述传感头还包括第二环形检测铁芯(C22)、绕于所述第二环形检测铁芯(C22)外的第二检测绕组(W21)、包围所述第二检测绕组(W21)的第二静电屏蔽层(E2)、置于所述第二静电屏蔽层(E2)外的第二磁屏蔽铁芯(C21)及绕于第二磁屏蔽铁芯(C21)外的第二二次绕组(W22)；所述传感头还包括第三环形检测铁芯(C32)、绕于所述第三环形检测铁芯(C32)外的第三检测绕组(W31)、包围所述第三检测绕组(W31)的第三静电屏蔽层(E3)、置于所述第三静电屏蔽层(E3)外的第三磁屏蔽铁芯(C31)及绕于第三磁屏蔽铁芯(C31)外的第三二次绕组(W32)；所述第一二次绕组(W12)的同名端连接直流侧标准电阻(RSD)后接地，第一二次绕组(W12)的异名端连接第二二次绕组(W22)的同名端；第一检测绕组(W11)的同名端连接调制变压器(T...

【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