一种用于测量母线电流的传感器阵列制造技术

本发明专利技术提供了一种用于测量母线电流的传感器阵列，传感器阵列包括多个磁场传感器，多个磁场传感器环绕在待测电流的母线外周，且待测电流的母线为矩形母线。传感器阵列包括2组第一磁场传感器线性阵列、2组第二磁场传感器线性阵列，第一磁场传感器线性阵列的中心与矩形母线的长边中心重合，且第一磁场传感器线性阵列与长边相平行。第二磁场传感器线性阵列的中心与矩形母线的宽边中心重合，且第二磁场传感器线性阵列与宽边相平行。第一磁场传感器线性阵列与其相邻的第二磁场传感器线性阵列之间设有第三传感器阵列。传感器阵列能够削弱甚至消除母线的电流测量过程中的测量误差，从而确保母线电流测量的准确度及精度。确保母线电流测量的准确度及精度。确保母线电流测量的准确度及精度。

【技术实现步骤摘要】
一种用于测量母线电流的传感器阵列


[0001]本专利技术涉及电流检测
，具体为一种用于测量母线电流的传感器阵列。

技术介绍

[0002]电流(电流强度)是在单位时间内通过导体任一截面的电量，以安培(A)为单位，通常用字母I表示。电流是看不见摸不着的，电流的强度是需要通过电流测量装置进行测量。
[0003]一般来说在理想情况下，可以假设空间磁场的唯一来源是被测母线电流，且该母线位于环路C之中，可视为无限长直母线，若已知磁场传感器i沿环路C的切向磁场测量数据H
it
，则根据安培环路定理，母线的电流的真实值I满足I＝∫
c
H
·
dl。但是，在实际情况下，通常会出现各种干扰情况导致的数据误差，如传感器噪声、平行导线干扰等情况，此时若采用现有的具有单个磁场传感器的电流测量装置检测电流，则会存在电流测量误差过大的问题，严重影响导体的电流测量的准确度及精度。
[0004]导体中母线是指多个设备以并列分支的形式接在一条共用的通路上，母线按照外形分包括矩形母线、圆形母线、管形母线。目前，对于矩形母线，有如图1所示的矩形传感器阵列的分布图，其中圆点表示磁场传感器的位置，其引出的有限长线表示磁场传感器灵敏轴方向，在实际测量过程中，发现多个磁场传感器以矩形分布在矩形母线周围时，存在对角处磁场会出现不连续的问题，从而引起测量误差。
[0005]因此，需要对现有的测量母线电流的电流测量装置的磁场传感器结构进行改进。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种用于测量母线电流的传感器阵列，传感器阵列能够削弱甚至消除母线的电流测量过程中，由于母线偏心、磁场传感器噪声、平行导线干扰等情况引起的测量误差，从而确保母线的电流测量的准确度及精度。
[0007]实现专利技术目的的技术方案如下：一种用于测量母线电流的传感器阵列，传感器阵列包括多个磁场传感器，多个磁场传感器环绕在待测电流的母线外周，且待测电流的母线为矩形母线。
[0008]其中，传感器阵列包括2组第一磁场传感器线性阵列，第一磁场传感器线性阵列的中心与矩形母线的长边中心重合，且第一磁场传感器线性阵列与长边相平行。
[0009]其中，传感器阵列还包括2组第二磁场传感器线性阵列，第二磁场传感器线性阵列的中心与矩形母线的宽边中心重合，且第二磁场传感器线性阵列与宽边相平行。
[0010]其中，第一磁场传感器线性阵列与其相邻的第二磁场传感器线性阵列之间设有第三传感器阵列。
[0011]其中，第一磁场传感器线性阵列的磁场传感器、第二磁场传感器线性阵列的磁场传感器、第三传感器阵列的磁场传感器均是均匀分布的。
[0012]本专利技术通过在测量矩形母线电流的现有的矩形传感器阵列的基础上进行改进，通过第一磁场传感器线性阵列、第二磁场传感器线性阵列、以及第三传感器阵列的设计，使矩
形母线的各个位置的磁场传感器的灵敏轴，特别是顶角处的磁场传感器的灵敏轴与矩形母线对角处磁场强度矢量方向一致，以减小电流测量的误差，提高矩形母线电流检测的精度。
[0013]进一步的，第三传感器阵列的磁场传感器与其相邻的第一磁场传感器线性阵列及第二磁场传感器线性阵列的磁场传感器之间依次虚线连接形成曲线形状。在此需要说明的是，曲线形状的具体形状，与第三传感器阵列的磁场传感器的数量有关，当第三传感器阵列的磁场传感器的数量较少时，其曲线形状由多个略长的直线段形成；当第三传感器阵列的磁场传感器的数量较多时，其曲线形状由多个略端的小直线段形成。
[0014]更进一步的，第三传感器阵列包括至少1个磁场传感器。
[0015]进一步的，沿矩形母线的长边方向，且根据不同规格的矩形母线，使第一磁场传感器线性阵列至少包括2个均匀设置的磁场传感器。第一磁场传感器线性阵列的长度a小于矩形母线的长边长度b，此时第一磁场传感器线性阵列、第三磁场传感器阵列、第二磁场传感器线性阵列进行很好的弧度过渡，也能够保证矩形母线对角处的磁场传感器的灵敏轴与对角处磁场强度矢量方向一致。在本专利技术中，优选的a与b之间的比例为0.6～0.9。
[0016]进一步的，第二磁场传感器线性阵列包括至少1个磁场传感器。
[0017]在本专利技术的一个优选实例中，第二磁场传感器线性阵列的数量≥2，且第二磁场传感器线性阵列的长度c小于矩形母线的宽边长度d，第二磁场传感器线性阵列的长度c小于矩形母线的宽边长度b，此时第一磁场传感器线性阵列、第三磁场传感器阵列、第二磁场传感器线性阵列进行很好的弧度过渡，也能够保证矩形母线对角处的磁场传感器的灵敏轴与对角处磁场强度矢量方向一致。在本专利技术中，优选c与d之间的比例为0.6～0.9。
[0018]作为对上述传感器阵列的改进，传感器阵列设置在两块PCB板之间，PCB板的中心开设有矩形母线穿过的矩形孔，且传感器阵列的中心与矩形孔的中心重合。将传感器阵列设置在两块PCB板之间，一方面能够减少传感器阵列设置占有的空间；另一方面，也能够避免外力或者其他异常情况导致传感器阵列以及传感器阵列上连接的信号调理电路、供电电路等模块脱落的风险，确保各个模块均能够正常的工作。
[0019]进一步的，磁场传感器的输出端电连接有信号调理电路，且磁场传感器的输入端及信号调理电路的输入端还分别与供电电路电连接。具体的，磁场传感器用于检测矩形母线的磁场强度并转换为模拟差分电压；供电电路用于对磁场传感器及信号调理电路提供供电电压，且供电电路还用于对信号调理电路提供偏置电压；信号调理电路用于对模拟差分电压放大并加以偏置电压后输出电压信号。
[0020]更进一步的，信号调理电路的输出端还电连接有加法器模块电路，加法器模块电路用于对各个磁场传感器电连接的信号调理电路输出的电压信号求和，并求取平均值后输出平均电压。
[0021]优选的，加法器模块电路的输出端还电连接有控制单元，控制单元包括单片机，单片机用于接收加法器模块电路输出的平均电压，并通过双缓存DMA传输方式及SD卡存储方式，实现平均电压数据的连续存储。
[0022]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0023]1.本专利技术的设计的传感器阵列适用于矩形母线的电流测量，通过对矩形母线对角处的磁场传感器进行排列，使电流测量时能够解决现有的矩形阵列的传感器在矩形母线的对角处的磁场出现不连续的问题，避免出现测量误差。
[0024]2.本专利技术的设计的传感器阵列中，通过对磁场传感器、信号调理电路、供电电路进行设计，能够大大削弱，如磁场传感器的噪声、信号调理电路及供电电路内电子元器件的噪声干扰、附近导线干扰等情况造成的测量误差。
附图说明
[0025]为了更清楚地说明本专利技术实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0026]图1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于测量母线电流的传感器阵列，传感器阵列包括多个磁场传感器，多个所述磁场传感器环绕在待测电流的母线外周，且所述待测电流的母线为矩形母线，其特征在于：传感器阵列包括2组第一磁场传感器线性阵列，所述第一磁场传感器线性阵列的中心与所述矩形母线的长边中心重合，且所述第一磁场传感器线性阵列与所述长边相平行；所述传感器阵列还包括2组第二磁场传感器线性阵列，所述第二磁场传感器线性阵列的中心与所述矩形母线的宽边中心重合，且所述第二磁场传感器线性阵列与所述宽边相平行；所述第一磁场传感器线性阵列与其相邻的所述第二磁场传感器线性阵列之间设有第三传感器阵列；所述第一磁场传感器线性阵列的所述磁场传感器、所述第二磁场传感器线性阵列的所述磁场传感器、所述第三传感器阵列的所述磁场传感器均是均匀分布的。2.根据权利要求1所述的传感器阵列，其特征在于：所述第三传感器阵列的磁场传感器与其相邻的所述第一磁场传感器线性阵列及所述第二磁场传感器线性阵列的磁场传感器之间依次虚线连接形成曲线形状。3.根据权利要求2所述的传感器阵列，其特征在于：所述第三传感器阵列包括至少1个所述磁场传感器。4.根据权利要求3所述的传感器阵列，其特征在于：所述第一磁场传感器线性阵列至少包括2个所述磁场传感器。5.根据权利要求2所述的传感器阵列，其特征在于：所述第二磁场传感器线性阵列包括至少1个所述磁场...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡军，马浩宇，赵根，何金良，张波，李琦，余占清，庄池杰，
申请(专利权)人：国网湖北省电力有限公司，
类型：发明
国别省市：