一种基于宽频带大量程电流传感器的测量方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于宽频带大量程电流传感器的测量方法及装置，包括：基于磁场传感芯片阵列的安培环路积分法获得电流测量值I1；构建基于罗氏线圈的电流测量方法获得电流测量值I2；设置能准确测量电流的最大值I

【技术实现步骤摘要】
一种基于宽频带大量程电流传感器的测量方法及装置


[0001]本专利技术涉及电力测量的
，尤其涉及一种基于宽频带大量程电流传感器的测量方法及装置。

技术介绍

[0002]新一代智能电网对电气量和非电气量的感知监测提出了更高的要求，而现有电压、电流和非电量量测手段已经难以满足智能电网全面、实时感知信息的基本需求，如应用大数据和人工智能技术对电网运行状态的准确感知和预测则需要实现电网技术电气量和非电气量(环境参数)的全面采集。而现有数据采集装置(如电流互感器)由于体积大、成本高、需要外接电源、精度有限、安装不便等问题，不能实现普遍安装采集，因此，亟需研制低成本、体积小、易安装的非接触式电流传感器。
[0003]近年来，磁场传感芯片在电力系统测量领域不断引入和应用，为电流传感器微型化、一贴即用夯实了理论基础，例如隧道磁电阻芯片具有磁电阻效应大、磁场灵敏度高等独特优势，在小电流测量方面具有较高的精度；
[0004]罗氏线圈法对于高频、大电流测量有独特的优势，而且线性度好，标定容易，但是，罗氏线圈灵敏度低、小电流测量精度差，用于测量非正弦电流或未知频率电流时，需要重新配置积分器使用。
[0005]本专利结合两种测量模式，提出一种新的传感器结构，实现宽量程、高频响、宽频带电流测量。

技术实现思路

[0006]本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。
[0007]鉴于上述现有存在的问题，提出了本专利技术。
[0008]因此，本专利技术目的是提供一种基于宽频带大量程电流传感器的测量方法及装置，解决现有数据采集装置由于体积大、成本高、需要外接电源、精度有限、安装不便，导致不能实现普遍安装采集的问题。
[0009]为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
[0010]第一方面，本专利技术实施例提供了一种基于宽频带大量程电流传感器的测量方法，包括：
[0011]基于磁场传感芯片阵列的安培环路积分法获得电流测量值I1；
[0012]构建基于罗氏线圈的电流测量方法获得电流测量值I2；
[0013]设置能准确测量电流的最大值I
1，max
大于能准确测量电流的最小值I
2，min
，并结合电流测量值I1和I2判断待测电流的准确值。
[0014]作为本专利技术所述一种基于宽频带大量程电流传感器的测量方法，其中：所述磁场
传感芯片阵列的安培环路积分法包括，
[0015]根据安培环路定理，闭合路径上的磁感应强度B满足以下公式：
[0016]∮Bdl＝Nμ0I
[0017]其中，l为闭合路径的长度，N表示穿过闭合环路的导线根数，实际测量时N等效为1，B为闭合路径上的磁感应强度，μ0为真空磁导率；
[0018]根据圆环上放置的磁场芯片阵列测得的磁感应强度，利用数值积分方法求出磁感应强度对圆环的线积分，得到经过导线的电流测量值如下：
[0019][0020]其中，R为圆的半径，n为TMR芯片个数，B
i
为圆环上放置的磁场芯片阵列测得的磁感应强度。
[0021]作为本专利技术所述一种基于宽频带大量程电流传感器的测量方法，其中：构建基于罗氏线圈的电流测量方法获得电流测量值I2包括，
[0022]根据安培环路定理，线圈两端的感应电压e(t)满足以下公式：
[0023][0024]其中，M为互感系数，d
i
(t)/dt为输出电压与被测电流的微分。
[0025]根据罗氏线圈的输出电压与被测电流的微分成正比，则将其输出电压经过积分器，得到电流测量值I2。
[0026]作为本专利技术所述一种基于宽频带大量程电流传感器的测量方法，其中：结合电流测量值I1和I2判断待测电流的准确值包括若I1<I
1，max
，则电流测量值I1为当前待测电流的准确值。
[0027]作为本专利技术所述一种基于宽频带大量程电流传感器的测量方法，其中：还包括若I1>I
1，max
且I2>I
2，min
，则电流测量值I2为当前待测电流的准确值。
[0028]作为本专利技术所述一种基于宽频带大量程电流传感器的测量方法，其中：还包括若I1>I
1，max
且I2<I
1，max
，判断为当前传感器系统故障，发出告警信息，重新校准。
[0029]第二方面，本专利技术实施例提供了一种基于宽频带大量程电流传感器的测量装置，包括，
[0030]在同一块PCB板上，均匀放置n片磁场传感芯片构成传感器模块；
[0031]在放入磁场芯片阵列的PCB板上均匀绕制感应线圈构成另一个传感器模块；
[0032]传感器模块，基于圆环上放置的磁场芯片阵列测得的磁感应强度，求出磁感应强度对圆环的线积分获得电流测量值I1；
[0033]另一个传感器模块，基于罗氏线圈的输出电压与被测电流的微分成正比，并将输出电压经过积分器，得到电流测量值I2。
[0034]作为本专利技术所述一种基于宽频带大量程电流传感器的测量装置，其中：在同一块PCB板上，均匀放置n片磁场传感芯片包括，
[0035]n个磁场传感芯片均匀地分布在半径为R的圆环上，两个芯片之间的角度如下：
[0036][0037]其中，每个传感芯片的敏感方向总是垂直于该传感装置与圆心的半径向量
[0038]第三方面，本专利技术实施例提供了一种计算设备，包括：
[0039]存储器和处理器；
[0040]所述存储器用于存储计算机可执行指令，所述处理器用于执行所述计算机可执行指令，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如本专利技术任一实施例所述的基于宽频带大量程电流传感器的测量方法。
[0041]第四方面，本专利技术实施例提供了一种计算机可读存储介质，其存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被处理器执行时实现所述基于宽频带大量程电流传感器的测量方法。
[0042]本专利技术的有益效果：本专利技术提出的电流传感器具备非接触、研制低成本、体积小、易安装的的优点，实现了宽量程、高频响、宽频带电流测量。
附图说明
[0043]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，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的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
[0044]图1为本专利技术一种基于宽频带大量程电流传感器的测量方法所述的基于磁场传感芯片阵列的安培环路积分法图。
[0045]图2为本专利技术一种基于宽本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于宽频带大量程电流传感器的测量方法，其特征在于：包括，基于磁场传感芯片阵列的安培环路积分法获得电流测量值I1；构建基于罗氏线圈的电流测量方法获得电流测量值I2；设置能准确测量电流的最大值I
1，max
大于能准确测量电流的最小值I
2，min
，并结合电流测量值I1和I2判断待测电流的准确值。2.如权利要求1所述的基于宽频带大量程电流传感器的测量方法，其特征在于：所述磁场传感芯片阵列的安培环路积分法包括，根据安培环路定理，闭合路径上的磁感应强度B满足以下公式：∮Bdl＝Nμ0I其中，l为闭合路径的长度，N表示穿过闭合环路的导线根数，实际测量时N等效为1，B为闭合路径上的磁感应强度，μ0为真空磁导率；根据圆环上放置的磁场芯片阵列测得的磁感应强度，利用数值积分方法求出磁感应强度对圆环的线积分，得到经过导线的电流测量值如下：其中，R为圆的半径，n为TMR芯片个数，B
i
为圆环上放置的磁场芯片阵列测得的磁感应强度。3.如权利要求1或2所述的基于宽频带大量程电流传感器的测量方法，其特征在于：构建基于罗氏线圈的电流测量方法获得电流测量值I2包括，根据安培环路定理，线圈两端的感应电压e(t)满足以下公式：其中，M为互感系数，d
i
(t)/dt为输出电压与被测电流的微分；根据罗氏线圈的输出电压与被测电流的微分成正比，则将其输出电压经过积分器，得到电流测量值I2。4.如权利要求3所述的一种基于宽频带大量程电流传感器的测量方法，其特征在于：结合电流测量值I1和I2判断待测电流的准确值包括若I1<I
1，max
，则电流测量值I1为当前待测电流的准确值。5.如权利要求4所述的基于宽频带大量程电流传感器的测量方法，其特征在于：还...

【专利技术属性】
技术研发人员：高吉普，辛明勇，张缘圆，徐长宝，冯起辉，林呈辉，徐玉韬，冯成，王宇，熊楠，肖小兵，祝健杨，何雨旻，刘斌，古庭赟，李博文，李跃，蔡永翔，
申请(专利权)人：贵州电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：