惠州粒子加速器电流传感器定制

提出自激振荡磁通门传感器用于交直流电流检测， 其对直流检测的 误差在 0.2%以内。而传统基于磁通门法的直流大 电流检测装置可以达到 0.05 级及以上测量精度， 因此已有方案显然存在不足。（1）现有 自激振荡磁通门法的研究均未深入探讨自激振荡磁通门传感器作为交直流零磁通检测 器情况下的准确度影响因素及改进措施，未构建传感器一二次磁势平衡过程中的误差传 递函数模型。（2）现有的自激振荡磁通门传感器方案为多铁芯多绕组结构， 一次电流含 有交流信号时， 激磁电流在各个绕组上产生的感应纹波电流信号均影响整个系统一二次 磁势平衡及电流准确测量， 传感器在铁芯和绕组结构以及传感器解调电路等方面需要改 进以提高其交直流测量精度。激励磁场的瞬时值方向呈周期性变化，磁芯的磁导率随激励磁场的改变而变化。惠州粒子加速器电流传感器定制

可以观察到基于铁芯C1磁化曲线的对称性及激磁方波电压的对称性，激磁电流波形正向峰值与反向峰值电流满足I+m=-I-m=Im=ρVOH/RS，且铁芯C1工作点在线性区与饱和区之间周期性变化，因此当自激振荡磁通门传感器一次测量电流为0时，激磁电流iex在单个周期内正负半波波形中心对称，即在单个周期内激磁电流iex平均值为0，对于信号采样而言，即在RS上的采样电压信号满足采样电压VRS平均值为0。接下来对一次电流为正向及反向直流时的自激振荡磁通门传感器振荡过程进行分析。当IP>0时，激磁电压波形Vex及激磁电流iex波形如图2－4中蓝色曲线所示，图中红色曲线为IP=0时激磁电流波形。宁波大量程电流传感器报价磁通门电流传感器还具有响应速度快、抗干扰能力强、可靠性高等优点，适用于各种复杂的环境条件下使用。

磁通门传感器是一种根据电磁感应现象加以改造的变压器式的器件，只是它的变压器效应是用于对外界被测磁场进行调制。它的基本原理可以由法拉第电磁感应定律进行解释。磁通门传感器是采用某些高导磁率，低矫顽力的软磁材料（例如坡莫合金）作为磁芯，磁芯上缠绕有激励线圈和感应线圈。在激励线圈中通入交变电流，则在其产生的激励磁场的作用下，感应线圈中产生由外界环境磁场调制而成的感应电势。该电势包含了激励信号频率的各个偶次谐波分量，通过后续的各种传感器信号处理电路，利用谐波法对感应电势进行检测处理，使得该电势与外界被测磁场成正比。又因为磁通门传感器的磁芯只有工作在饱和状态下才能获得较大的信号，所以该传感器又称为磁饱和传感器。与磁通门相关的技术问世于20世纪30年代初期，首先在1931年，Thomas申请了关于磁通门的一项知识产权，接着，有关科学家们根据与磁现象相关的各种大量的实验，总结并提出磁通门技术的工作原理，且当时的实验精度达到了纳特（nT）级别。随后各国的科学家们对与磁通门相关的技术做了进一步的实验和探讨研究，从而证实了磁通门技术的实用性和可发展性，在随后的几十年里，利用该技术制造的各种仪器得到了不断的改进和完善。

假设1：Im<<IC，Ith<<IC，βIp<<IC，对ln函数进行化简，简化了TP与TN表达式。假设2：在线性区A激磁电感L远大于饱和区B、C激磁电感l，因此τ2>>τ1，略去了τ1项时间，得到简化的激磁电压周期公式。假设3：βIp<<IC，略去了βIp项，终得到简化的线性模型。为了达到理想的激磁电流平均值与一次电流之间的线性关系，三条假设需要完全满足。因此为了更好地满足这些假设条件以提高自激振荡磁通门电路的线性度可以采取的措施有：（a）选取高磁导率μr，低矫顽力Hc，高磁饱和强度BS的磁芯材料作为铁芯，以保证铁芯C1磁化曲线的高度非线性，以满足假设2。在电动汽车中，电流测量可以帮助驾驶员了解电池的充电状态和放电效率，以确保车辆的安全和高效运行；

实际自激振荡磁通门传感器基于 RL自激振荡电路完成对被测电流信号的磁调制过 程，其中使用比较器电路正反馈模式配合非线性电感完成自激振荡过程。分析一次侧电流 IP 为 0 的初始情况下，自激振荡磁通门电路起振过程中铁芯工 作点及激磁电流变化情况。正常工作时方波激磁电压 Vex 波形及通过非线性电感 L 的激 磁电流 iex 波形如图 2－3 所示， RL 多谐振荡电路开环增益为 Av ，输出方波电压正向峰 值为 VOH ，反向峰值为 VOL 。假设正向激磁电流阈值 I+th ，反向激磁电流阈值 I-th ，且满 足 I+th=-I-th=Ith 。正向充电电流 I+m ，反向充电电流 I-m ，且满足 I+m=-I-m=Im。温度变化和电气噪声可能是影响分流器精度的主要因素。上海化成分容电流传感器哪家便宜

磁通门电流传感器也可以用于测量脉冲电流，监测和控制脉冲电流的状态。惠州粒子加速器电流传感器定制

一阶低通滤波器及高通滤波器的截止频率f0为：f0=采样电阻Rs2后接高通滤波器用于获取高于50Hz的反向激磁电流中无用高频分量。将高通滤波器HPF滤波后信号V’Rs2与采样电阻Rs1上电压信号叠加后合成电压信号VR12完成信号解调，VR12中有用低频信号为直流分量及工频50Hz交流，故低通滤波器LPF截止频率应大于50Hz，通过参数设计，实际LPF的截止频率设计为59Hz。设计HPF的截止频率为59Hz，以完成对采样电阻Rs2上的激磁电压信号的采样并通过HPF取出其反向无用高频分量。惠州粒子加速器电流传感器定制