一种基于微差解调的高分辨率宽量程磁调制式直流传感器制造技术

本发明专利技术提供一种基于微差解调的高分辨率宽量程磁调制式直流传感器，其由磁平衡型复合磁体结构、激励解调单元、负反馈单元和信号输出单元构成。本发明专利技术结合了传统磁调制器的闭环结构与开环结构，依据激励解调单元输出的开环测量结果来自适应切换闭环与开环测量模式，电流传感器的测量量程覆盖微安级至百毫安级；同时在闭环负反馈测量结果中，利用开环结构额外检测负反馈电流与一次电流的微差电流，从而对闭环负反馈测量结果进行修正与补偿，提高大直流泄漏电流的测量分辨率与准确性，为绝缘状态监测等智能电网高级应用奠定数据基础。监测等智能电网高级应用奠定数据基础。监测等智能电网高级应用奠定数据基础。

【技术实现步骤摘要】
一种基于微差解调的高分辨率宽量程磁调制式直流传感器


[0001]本专利技术涉及电气测量领域，更具体地，涉及一种基于微差解调的高分辨率宽量程磁调制式直流传感器。

技术介绍

[0002]近些年来，随着电子工艺水平的进步，电力设备也随之得到了迅猛的发展。然而，电力设备想进行安全稳定的工作，需要对其电路中的电压，电流，功率等参数进行准确实时的测量。其中非接触式微弱直流电流传感器作为重要的传感设备之一，被广泛用于电力设备、仪器仪表等系统状态监测中。
[0003]微弱直流泄露电流是仪器仪表、套管阀门等电气设备的状态实时监测的关键指标之一。然而，直流泄露电流波动范围大，可从状态良好时的微安级增大至状态劣化时的百毫安级，这对非接触式直流传感器的分辨率提出了严苛的需求。此外，状态故障定位也依赖于直流电流传感器,传感器精度越高、量程越大，故障的检测范围就越大，反映的劣化趋势越精确。目前较为成熟的电流传感器依据原理不同可以分为：霍尔电流传感器，光学电流传感器，磁阻式电流传感器与磁调制式电流传感器。其中磁调制式电流传感器具有高分辨率、高灵敏度和高精确的特点，因本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于微差解调的高分辨率宽量程磁调制式直流传感器，其特征在于，包括磁平衡型复合磁体结构、激励解调单元、负反馈单元与信号输出单元；所述磁平衡型复合磁体结构包括聚磁磁体、负反馈绕组与磁调制式结构，所述磁平衡型复合磁体结构呈封闭圆环状，圆环内侧供一次待测直流电流通过；所述聚磁磁体由多只圆环形封闭磁芯构成，多只圆环形封闭磁芯形成内部中空结构，所述聚磁磁体上均匀绕有所述负反馈绕组，所述负反馈绕组在所述负反馈单元的作用下向所述磁调制式结构中施加负反馈直流电流用于平衡一次待测直流电流；所述磁调制式结构内嵌于高频交流平衡磁体中空结构中，用于检测一次待测直流电流；所述激励解调单元用于给所述磁调制式结构提供方波激励信号，使所述磁调制式结构处于正常工作状态，并对所述磁调制式结构的输出电压信号进行模数转换与信号解调，最后将信号解调结果传输至负反馈单元与信号输出单元；所述负反馈单元接收到所述激励解调单元输出的信号解调结果后，首先进行负反馈控制判断，依据判断结果计算预期负反馈电压值，最后通过限流电阻向所述负反馈绕组中输出负反馈直流电流；所述信号输出单元用于采集所述负反馈单元中所述限流电阻的电压值，并结合所述激励解调单元的信号解调结果，最终计算获得信号电流测量值。2.根据权利要求1所述的磁调制式直流传感器，其特征在于，所述聚磁磁体由高磁导率、低饱和强度的软磁材料构成，用于聚合磁力线，以提高直流测量的灵敏度。3.根据权利要求1所述的磁调制式直流传感器，其特征在于，所述磁调制式结构包括2只磁调制器磁芯、激励绕组与检测绕组，所述激励绕组与所述检测绕组均匀绕制在所述磁调制式结构的2只磁调制器磁芯上，且所述激励绕组与所述检测绕组反向串接。4.根据权利要求3所述的磁调制式直流传感器，其特征在于，所述激励解调单元包括方波激励源、信号采集模块和信号解调模块；所述方波激励源由高性能整流电路组成，其输出基波角频率为，为正负严格对称的方波电压源，通过所述激励绕组使所述磁调制式结构的2只磁调制器磁芯处于交替正负饱和状态，以使所述磁调制式结构处于正常工作状态；所述信号采集模块由高精度模数转换设备构成，用于将所述磁调制式结构中所述检测绕组的输出电压转换成数字信号U
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，并将数字信号U
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传输至所述信号解调模块；所述信号解调模块对所述信号采集模块输出的数字信号U
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进行信号分析与解调，并将直流电流解调值分别传输至所述负反馈单元与所述信号输出单元。5.根据权利要求4所述的磁调制式直流传感器，其特征在于，所述信号解调模块对所述信号采集模块输出的数字信号U
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进行信号分析与解调，包括：S1、对所述信号采集模块输...

【专利技术属性】
技术研发人员：李红斌，周磊，陈庆，贺家慧，吴传奇，戴锋，
申请(专利权)人：国网湖北省电力有限公司电力科学研究院国网江苏省电力有限公司，
类型：发明
国别省市：