一种暂态电流用测量系统技术方案

本发明专利技术涉及一种暂态电流用测量系统，包括电磁屏蔽外壳与测量装置；电磁屏蔽外壳围设成容纳腔，测量装置容置在容纳腔内，电磁屏蔽外壳用于抑制外界电磁干扰；测量装置包括TMR电流传感器、反馈组件、信号处理电路以及PCB板，TMR电流传感器、反馈组件以及信号处理电路均设置在PCB板上，TMR电流传感器与反馈组件电连接，反馈组件与信号处理电路电连接；信号处理电路用于将反馈组件输出的电压信号滤波与放大处理后，转化为数字信号输出；通过设置电磁屏蔽外壳，由此，提高了TMR电流传感器的屏蔽效能，增大了TMR电流传感器的测量范围；同时，提高了TMR电流传感器的测量准确度。高了TMR电流传感器的测量准确度。高了TMR电流传感器的测量准确度。

【技术实现步骤摘要】
一种暂态电流用测量系统


[0001]本专利技术涉及电流计量
，尤其是涉及一种暂态电流用测量系统。

技术介绍

[0002]目前，电流测量对于电网运行状态的监测和参数测量有重要意义，随着智能电网的逐步发展，电流测量的需求也随之提升。由于测量对象和应用场景日益复杂多样，待测电流的幅值和频率跨度都很大，为了适应需求，电流传感器飞速发展。
[0003]磁传感器通过测量电流产生的磁场来反推待测电流，为实现可以同时用于测量交流电流、直流电流以及冲击电流的电流传感器提供了可能性。其中，隧穿磁阻(TMR)电流传感器作为霍尔电流传感器，是各向异性(AMR)电流传感器以及巨磁阻(GMR)电流传感器之后的新型磁阻传感器，具有灵敏度高、线性范围宽等优势。
[0004]然而，由于磁场具有叠加性，而TMR电流传感器灵敏度高，在进行测量的时候容易受到临近大电流、环境磁场等的影响，难以适应复杂的现场工作环境。采用聚磁环可以使TMR芯片测量的磁场更加集中，并在一定程度上提高TMR电流互感器的抗干扰能力，但容易造成芯片饱和，限制TMR电流传感器的测量范围。闭环控制使TMR芯片工作在零磁通状态，但消耗功耗较大。如何同时兼顾TMR电流传感器的抗干扰能力与测量范围，并尽量降低闭环控制所需功耗，来保证其测量结果的准确性与可靠性，成了亟需解决的问题。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的是提供一种暂态电流用测量系统，其优点是能够提高TMR电流传感器的屏蔽效能，增大TMR电流传感器的测量范围；同时，提高闭环反馈效率，以保证TMR电流传感器的测量结果的准确性与可靠性。
[0006]本专利技术的上述专利技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种暂态电流用测量系统，包括电磁屏蔽外壳与测量装置；所述电磁屏蔽外壳围设成容纳腔，所述测量装置容置在所述容纳腔内，所述电磁屏蔽外壳用于抑制外界电磁干扰；所述测量装置包括TMR电流传感器、反馈组件、信号处理电路以及PCB板，所述TMR电流传感器、所述反馈组件以及所述信号处理电路均设置在所述PCB板上，所述TMR电流传感器与所述反馈组件电连接，所述反馈组件与所述信号处理电路电连接；所述TMR电流传感器用于将待测电流和反馈电流产生的磁场差值转化为电压信号输出，输出的电压信号控制所述反馈组件；所述反馈组件用于实现闭环控制；所述信号处理电路用于将所述反馈组件输出的电压信号滤波与放大处理后，转化为数字信号输出。
[0007]优选地，本专利技术提供的暂态电流用测量系统，所述PCB板包括圆形部与矩形部，所述矩形部的一端开设有与所述圆形部相适配的弧形槽，所述圆形部的底端插设于所述弧形槽内，所述圆形部的外周壁与所述弧形槽的内周壁连接。
[0008]优选地，本专利技术提供的暂态电流用测量系统，所述TMR电流传感器包括聚磁环与2n个TMR芯片，其中，n为大于等于1的自然数，所述聚磁环与2n个所述TMR芯片均设置在所述圆
形部的一侧。
[0009]优选地，本专利技术提供的暂态电流用测量系统，所述聚磁环包括2n个圆弧板，其中，n为大于等于1的自然数，2n个所述圆弧板绕着所述圆形部的周向间隔设置，每相邻两个所述圆弧板之间间隔一条缝隙，2n个所述圆弧板构成2n条所述缝隙，所述TMR芯片与所述缝隙一一对应设置，2n个所述TMR芯片分别设置在2n条所述缝隙内。
[0010]优选地，本专利技术提供的暂态电流用测量系统，所述反馈组件包括反馈绕组、控制电路、输出电路以及采样电阻，所述反馈绕组缠绕于所述圆形部与所述聚磁环上，所述控制电路、所述输出电路以及所述采样电阻均集成在所述矩形部上；所述控制电路耦接于所述TMR芯片与所述输出电路之间，所述输出电路与所述反馈绕组连接，所述反馈绕组与所述采样电阻连接，所述采样电阻与所述信号处理电路连接。
[0011]优选地，本专利技术提供的暂态电流用测量系统，所述电磁屏蔽外壳包括本体与盖板，所述本体的底端开设有开口，所述本体围设成所述容纳腔，所述开口与所述容纳腔连通，所述盖板盖设在所述开口处，以使所述容纳腔呈封闭状。
[0012]优选地，本专利技术提供的暂态电流用测量系统，所述本体包括外壳与内壳，所述外壳围设成腔室，所述内壳围设成所述容纳腔，所述内壳插设于所述腔室内，所述内壳的外壁与所述腔室的内壁贴合。
[0013]优选地，本专利技术提供的暂态电流用测量系统，所述内壳包括第一壳体与所述第二壳体，所述第一壳体的一侧扣设在所述第二壳体上，所述第一壳体与所述第二壳体共同围设成所述容纳腔；所述第一壳体的底端开设有第一通槽，所述第二壳体的底端开设有与所述第一通槽相适配的第二通槽，所述第一通槽与所述第二通槽对应设置，所述第一通槽与所述第二通槽共同构成所述开口。
[0014]优选地，本专利技术提供的暂态电流用测量系统，所述第一壳体朝向所述第二壳体的一侧设置有凸起，所述第二壳体朝向所述第一壳体的一侧开设有与所述凸起相适配的卡槽，所述凸起插设于所述卡槽，以使所述第一壳体与所述第二壳体连接。
[0015]优选地，本专利技术提供的暂态电流用测量系统，所述外壳体采用高电导率材料，所述内壳采用高磁导率材料。
[0016]综上所述，本专利技术的有益技术效果为：本申请提供的暂态电流用测量系统，包括电磁屏蔽外壳与测量装置；电磁屏蔽外壳围设成容纳腔，测量装置容置在容纳腔内，电磁屏蔽外壳用于抑制外界电磁干扰；测量装置包括TMR电流传感器、反馈组件、信号处理电路以及PCB板，TMR电流传感器、反馈组件以及信号处理电路均设置在PCB板上，TMR电流传感器与反馈组件电连接，反馈组件与信号处理电路电连接；TMR电流传感器用于将待测电流和反馈电流产生的磁场差值转化为电压信号输出，输出的电压信号控制反馈组件；反馈组件用于实现闭环控制；信号处理电路用于将反馈组件输出的电压信号滤波与放大处理后，转化为数字信号输出；通过设置电磁屏蔽外壳，由此，提高了TMR电流传感器的屏蔽效能，增大了TMR电流传感器的测量范围；同时，提高了TMR电流传感器的测量准确度。
附图说明
[0017]图1是本专利技术实施例提供暂态电流用测量系统的整体结构示意图。
[0018]图2是本专利技术实施例提供暂态电流用测量系统的结构框图。
[0019]图3是本专利技术实施例提供暂态电流用测量系统中聚磁环的结构示意图。
[0020]图4是本专利技术实施例提供暂态电流用测量系统中TMR电流传感器、反馈绕组以及PCB板的连接结构的主视图。
[0021]图5是本专利技术实施例提供暂态电流用测量系统中TMR电流传感器、反馈绕组以及PCB板的连接结构的侧视图。
[0022]图6是本专利技术实施例提供暂态电流用测量系统中反馈绕组与PCB板的连接结构示意图。
[0023]图7是本专利技术实施例提供暂态电流用测量系统中内壳的结构示意图。
[0024]图8是本专利技术实施例提供暂态电流用测量系统中内壳的剖视图。
[0025]图中，1、测量系统；10、电磁屏蔽壳；11、本体；111、开口；1111、第一通槽；1112、第二通槽；1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种暂态电流用测量系统，其特征在于：包括电磁屏蔽外壳与测量装置；所述电磁屏蔽外壳围设成容纳腔，所述测量装置容置在所述容纳腔内，所述电磁屏蔽外壳用于抑制外界电磁干扰；所述测量装置包括TMR电流传感器、反馈组件、信号处理电路以及PCB板，所述TMR电流传感器、所述反馈组件以及所述信号处理电路均设置在所述PCB板上，所述TMR电流传感器与所述反馈组件电连接，所述反馈组件与所述信号处理电路电连接；所述TMR电流传感器用于将待测电流和反馈电流产生的磁场差值转化为电压信号输出，输出的电压信号控制所述反馈组件；所述反馈组件用于实现闭环控制；所述信号处理电路用于将所述反馈组件输出的电压信号滤波与放大处理后，转化为数字信号输出。2.根据权利要求1所述的暂态电流用测量系统，其特征在于：所述PCB板包括圆形部与矩形部，所述矩形部的一端开设有与所述圆形部相适配的弧形槽，所述圆形部的底端插设于所述弧形槽内，所述圆形部的外周壁与所述弧形槽的内周壁连接。3.根据权利要求2所述的暂态电流用测量系统，其特征在于：所述TMR电流传感器包括聚磁环与2n个TMR芯片，其中，n为大于等于1的自然数，所述聚磁环与2n个所述TMR芯片均设置在所述圆形部的一侧。4.根据权利要求3所述的暂态电流用测量系统，其特征在于：所述聚磁环包括2n个圆弧板，其中，n为大于等于1的自然数，2n个所述圆弧板绕着所述圆形部的周向间隔设置，每相邻两个所述圆弧板之间间隔一条缝隙，2n个所述圆弧板构成2n条所述缝隙，所述TMR芯片与所述缝隙一一对应设置，2n个所述TMR芯片分别设置在2n条所述缝隙内。5.根据权利要求3
‑
4任一项所述的暂态电流用测量系统，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：李文婷，龙兆芝，缪云欣，刘毅，范佳威，胡康敏，彭文鑫，刘少波，周峰，殷小东，雷民，李明，涂琛，宗贤伟，陈亮，余也凤，
申请(专利权)人：国家高电压计量站国网重庆市电力公司电力科学研究院华中科技大学国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：