一種直流電流測量裝置，屬于電工技術(shù)中的電流測量設(shè)備。本發(fā)明專利技術(shù)包括傳感頭，所述傳感頭為圓環(huán)形，包括第一環(huán)形檢測鐵芯、第二環(huán)形檢測鐵芯、第三環(huán)形檢測鐵芯和第四環(huán)形檢測鐵芯，各繞有檢測繞組的第一環(huán)形檢測鐵芯和第二環(huán)形檢測鐵芯疊加后，在其兩側(cè)分別再疊加拼裝第三環(huán)形檢測鐵芯和第四環(huán)形檢測鐵芯，然后整體置于環(huán)形磁屏蔽鐵芯由內(nèi)層和外層組成的環(huán)形半空腔中，環(huán)形磁屏蔽鐵芯外面繞有反饋繞組。本發(fā)明專利技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)萬安培工業(yè)強(qiáng)直流電流的準(zhǔn)確測量，比例精度達(dá)到萬分之二以上，而且該系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)跟蹤而不失衡，其穩(wěn)定性、可靠性高，適應(yīng)于工業(yè)應(yīng)用。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于電工技術(shù)中的電流測量
，更具體地，涉及一種用于直流電流的測量裝置。
技術(shù)介紹
國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局2015年5月6日授權(quán)的專利技術(shù)專利“直流電流計(jì)量裝置”，專利號(hào)：ZL201310199328.6，在構(gòu)思上具有獨(dú)創(chuàng)性。但這種裝置存在如下原理性缺陷：即該專利說明書表述為在第一環(huán)形檢測鐵芯和第二環(huán)形檢測鐵芯上，分別繞有兩套匝數(shù)相同的第一調(diào)制檢測繞組、第一激勵(lì)檢測繞組和第二調(diào)制檢測繞組、第二激勵(lì)檢測繞組；兩激勵(lì)檢測繞組、第一二極管和第二二極管、第一電阻和第二電阻與激勵(lì)變壓器，構(gòu)成工頻正半波基于磁放大器原理的直流電流檢測系統(tǒng)，基于該磁放大器原理的檢測系統(tǒng)的直流輸入/輸出特性是單質(zhì)的，特別適應(yīng)于大直流電流信號(hào)的檢測。深入研究表明，該基于磁放大器原理的檢測系統(tǒng)的直流輸入/輸出特性，是難以做到單質(zhì)的。因?yàn)閮森h(huán)形檢測鐵芯上各繞有兩套繞組，雖然它們分別工作在工頻的正半波和負(fù)半波，但兩調(diào)制檢測繞組、第三二極管和第四二極管以及調(diào)制變壓器，構(gòu)成的工頻負(fù)半波基于磁調(diào)制器原理的直流電流檢測系統(tǒng)，由于同一環(huán)形檢測鐵芯具有對(duì)其多繞組相互耦合的作用，在兩激勵(lì)檢測繞組中會(huì)感應(yīng)干擾信號(hào)，該干擾信號(hào)疊加到磁放大器原理的直流電流檢測系統(tǒng)，使得其直流輸入/輸出特性難以保持單質(zhì)特性，其所述作用受到限制。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中測量裝置在同一環(huán)形檢測鐵芯具有多繞組相互耦合的情況下，兩激勵(lì)檢測繞組中會(huì)感應(yīng)干擾信號(hào)，本專利技術(shù)的目旨在解決以上技術(shù)問題。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)提供了一種直流電流測量裝置，其特征在于，所述裝置包括傳感頭；所述傳感頭包括第一環(huán)形檢測鐵芯、第二環(huán)形檢測鐵芯、第三環(huán)形檢測鐵芯、第四環(huán)形檢測鐵芯和環(huán)形磁屏蔽鐵芯；所述第一、二、三、四環(huán)形檢測鐵芯形狀相同，所述第一環(huán)形檢測鐵芯和所述第二環(huán)形檢測鐵芯外面分別繞有第一調(diào)制檢測繞組和第二調(diào)制檢測繞組；所述第三環(huán)形檢測鐵芯和所述第四環(huán)形檢測鐵芯外面分別繞有第一激勵(lì)檢測繞組和第二激勵(lì)檢測繞組；所述環(huán)形磁屏蔽鐵芯包括由內(nèi)層和外層組成的環(huán)形半空腔；將繞有繞線組的所述第三、一、二、四環(huán)形檢測鐵芯依次疊加，然后整體所述置于環(huán)形磁屏蔽鐵芯的環(huán)形半空腔中，所述環(huán)形磁屏蔽鐵芯外面繞有反饋繞組。優(yōu)選地，所述裝置還包括激勵(lì)變壓器、調(diào)制變壓器、帶通濾波器、低通濾波器、相敏解調(diào)器、直流放大器、合成調(diào)節(jié)器、功率放大器、第一電阻、第二電阻、第一二極管和第二二極管；所述激勵(lì)變壓器的二次繞組的同名端，同時(shí)與所述第一激勵(lì)檢測繞組的同名端和所述第二激勵(lì)檢測繞組的異名端相連，所述激勵(lì)變壓器的二次繞組的異名端，與第一電阻和第二電阻的一端連接，所述第一電阻的另一端與第一二極管的陰極相連并同時(shí)連接所述低通濾波器的輸入端，所述低通濾波器的輸出端與所述直流放大器的輸入端相連，所述第一二極管的陽極與所述第一激勵(lì)檢測繞組的異名端連接，所述第二電阻的另一端與第二二極管的陰極以及接地點(diǎn)連接，所述第二二極管的陽極與所述第二激勵(lì)檢測繞組的同名端相連；所述第一調(diào)制檢測繞組的同名端與所述調(diào)制變壓器二次繞組的同名端相連，所述第一調(diào)制檢測繞組的異名端，與所述第二調(diào)制檢測繞組的異名端以及接地點(diǎn)連接，所述第二調(diào)制檢測繞組的同名端與所述調(diào)制變壓器二次繞組的異名端連接，所述調(diào)制變壓器的二次繞組中心抽頭連接所述帶通濾波器的輸入端，所述帶通濾波器的輸出端連接到所述相敏解調(diào)器的輸入端，所述相敏解調(diào)器的輸出端和所述直流放大器的輸出端分別連接所述合成調(diào)節(jié)器的輸入端，所述合成調(diào)節(jié)器的輸出端連接所述功率放大器的輸入端，所述功率放大器輸出端與所述反饋繞組的同名端相連，所述反饋繞組的異名端通過標(biāo)準(zhǔn)電阻連接接地點(diǎn)。優(yōu)選地，所述第一調(diào)制檢測繞組、第二調(diào)制檢測繞組、第一激勵(lì)檢測繞組和第二激勵(lì)檢測繞組的匝數(shù)相同，均為500匝～5000匝；所述反饋繞組為500匝～20000匝；優(yōu)選地，所述環(huán)形檢測鐵芯由上半圓環(huán)磁屏蔽鐵芯和下半圓環(huán)磁屏蔽鐵芯組成，所述上半圓環(huán)磁屏蔽鐵芯和所述下半圓環(huán)磁屏蔽鐵芯各自分別由經(jīng)退火處理后卷繞成半圓環(huán)狀的冷軋硅鋼片組成，經(jīng)拼接而構(gòu)成內(nèi)有圓環(huán)形半空腔的圓環(huán)狀；所述反饋繞組等分為兩段，分別對(duì)應(yīng)繞在所述環(huán)形磁屏蔽鐵芯的上半圓環(huán)磁屏蔽鐵芯和下半圓環(huán)磁屏蔽鐵芯上，兩段之間通過導(dǎo)線連接；優(yōu)選地，所述第一調(diào)制檢測繞組等分為兩段，分別繞在所述第一環(huán)形檢測鐵芯的上半圓環(huán)和下半圓環(huán)檢測鐵芯上，兩段繞組之間通過導(dǎo)線連接；所述第二環(huán)形調(diào)制檢測繞組等分為兩段，分別繞在所述第二環(huán)形檢測鐵芯的上半圓環(huán)和下半圓環(huán)檢測鐵芯上，兩端繞組之間通過導(dǎo)線連接；所述第一激勵(lì)檢測繞組等分為兩段，分別繞在所述第三環(huán)形檢測鐵芯的上半圓環(huán)和下半圓環(huán)檢測鐵芯上，兩段繞組之間通過導(dǎo)線連接；所述第二激勵(lì)檢測繞組等分為兩段，分別繞在所述第四環(huán)形檢測鐵芯的上半圓環(huán)和下半圓環(huán)檢測鐵芯上，兩段之間通過導(dǎo)線連接。通過本專利技術(shù)所構(gòu)思的以上技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠取得以下有益效果：(1)本專利技術(shù)測量裝置中四個(gè)環(huán)形檢測鐵芯上各繞有一套檢測繞組，組成獨(dú)立的所述基于磁調(diào)制器原理的直流電流檢測系統(tǒng)，和獨(dú)立的所述基于磁放大器原理的直流電流檢測系統(tǒng)，這兩個(gè)檢測系統(tǒng)相互之間不產(chǎn)生干擾；(2)本專利技術(shù)基于磁放大器原理的直流電流檢測系統(tǒng)的檢測鐵芯，即第三和第四環(huán)形檢測鐵芯，既是該系統(tǒng)的檢測鐵芯，也起到了基于磁調(diào)制器原理的直流電流檢測系統(tǒng)的檢測鐵芯，即第一和第二環(huán)形檢測鐵芯的磁屏蔽鐵芯作用；(3)本專利技術(shù)磁調(diào)制器和磁放大器兩種檢測系統(tǒng)的輸出信號(hào)，分別經(jīng)過帶通濾波器、相敏解調(diào)器和低通濾波器、直流放大器，進(jìn)入合成調(diào)節(jié)器，將兩直流檢測信號(hào)進(jìn)行疊加，得到合成工頻全周波的直流檢測信號(hào)；該合成信號(hào)的直流輸入/輸出檢測特性，既具有磁調(diào)制器檢測原理的零安匝附近靈敏度高的特性，也具有磁放大器原理大直流檢測信號(hào)的單質(zhì)特性，突破了傳統(tǒng)磁調(diào)制器原理存在的直流檢測特性的虛假平衡過零點(diǎn)、非單質(zhì)性棘手問題；(4)合成調(diào)節(jié)器輸出的直流信號(hào)，經(jīng)功率放大器后給反饋繞組輸入反饋電流，實(shí)現(xiàn)反饋直流安匝與被測直流安匝的磁勢平衡，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)萬安培工業(yè)直流電流的準(zhǔn)確測量，比例精度達(dá)到萬分之二以上，而且該系統(tǒng)自動(dòng)跟蹤而不失衡，其穩(wěn)定性、可靠性高，適應(yīng)于工業(yè)應(yīng)用。附圖說明圖1為本專利技術(shù)的傳感頭外形示意圖；圖2為傳感頭截面示意圖；圖3為本專利技術(shù)的電路示意圖。具本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種直流電流測量裝置，其特征在于，所述裝置包括傳感頭；所述傳感頭包括第一環(huán)形檢測鐵芯、第二環(huán)形檢測鐵芯、第三環(huán)形檢測鐵芯、第四環(huán)形檢測鐵芯和環(huán)形磁屏蔽鐵芯；所述第一、二、三、四環(huán)形檢測鐵芯形狀相同，所述第一環(huán)形檢測鐵芯和所述第二環(huán)形檢測鐵芯外面分別繞有第一調(diào)制檢測繞組和第二調(diào)制檢測繞組；所述第三環(huán)形檢測鐵芯和所述第四環(huán)形檢測鐵芯外面分別繞有第一激勵(lì)檢測繞組和第二激勵(lì)檢測繞組；所述環(huán)形磁屏蔽鐵芯包括由內(nèi)層和外層組成的環(huán)形半空腔；將繞有繞線組的所述第三、一、二、四環(huán)形檢測鐵芯依次疊加，然后整體所述置于環(huán)形磁屏蔽鐵芯的環(huán)形半空腔中，所述環(huán)形磁屏蔽鐵芯外面繞有反饋繞組。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種直流電流測量裝置，其特征在于，所述裝置包括傳感頭；
所述傳感頭包括第一環(huán)形檢測鐵芯、第二環(huán)形檢測鐵芯、第三環(huán)
形檢測鐵芯、第四環(huán)形檢測鐵芯和環(huán)形磁屏蔽鐵芯；
所述第一、二、三、四環(huán)形檢測鐵芯形狀相同，所述第一環(huán)形檢
測鐵芯和所述第二環(huán)形檢測鐵芯外面分別繞有第一調(diào)制檢測繞組和
第二調(diào)制檢測繞組；所述第三環(huán)形檢測鐵芯和所述第四環(huán)形檢測鐵芯
外面分別繞有第一激勵(lì)檢測繞組和第二激勵(lì)檢測繞組；
所述環(huán)形磁屏蔽鐵芯包括由內(nèi)層和外層組成的環(huán)形半空腔；將繞
有繞線組的所述第三、一、二、四環(huán)形檢測鐵芯依次疊加，然后整體
所述置于環(huán)形磁屏蔽鐵芯的環(huán)形半空腔中，所述環(huán)形磁屏蔽鐵芯外面
繞有反饋繞組。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括激
勵(lì)變壓器、調(diào)制變壓器、帶通濾波器、低通濾波器、相敏解調(diào)器、直
流放大器、合成調(diào)節(jié)器、功率放大器、第一電阻、第二電阻、第一二
極管和第二二極管；所述激勵(lì)變壓器的二次繞組的同名端，同時(shí)與所
述第一激勵(lì)檢測繞組的同名端和所述第二激勵(lì)檢測繞組的異名端相
連，所述激勵(lì)變壓器的二次繞組的異名端，與第一電阻和第二電阻的
一端連接，所述第一電阻的另一端與第一二極管的陰極相連并同時(shí)連
接所述低通濾波器的輸入端，所述低通濾波器的輸出端與所述直流放
大器的輸入端相連，所述第一二極管的陽極與所述第一激勵(lì)檢測繞組
的異名端連接，所述第二電阻的另一端與第二二極管的陰極以及接地
\t點(diǎn)連接，所述第二二極管的陽極與所述第二激勵(lì)檢測繞組的同名端相
連；
所述第一調(diào)制檢測繞組的同名端與所述調(diào)制變壓器二次繞組的
同名端相連，所述第一調(diào)制檢測繞組的異名端，與所述第二調(diào)制檢測
繞組的異名端以及接地點(diǎn)連接，所述第二調(diào)制檢測繞組的同名端與所
述調(diào)制...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：任士焱，
申請(專利權(quán))人：華中科技大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：湖北;42
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