直流电流传感器

摘要

本发明公开了一种直流电流传感器。该传感器增加了一个检测线圈，采用单磁芯三绕组结构，在磁芯中存在直流偏磁时，检测线圈获得的感应电势就会出现正负半波不对称的波形，将该波形转换为正负半波有效值之差的电压信号，经过电压/电流变换之后，送入反馈绕组中，由反馈绕组产生与被测直流所产生的磁势相反方向的直流磁势，以平衡被测直流所产生的偏磁磁势，形成“零磁通”状态，可以获得被测直流大小，从而实现直流电流的检测任务。本发明明显改善了传感器的开环输出特性；精度优于0.5％，功耗小，温度附加误差＜0.1％/10℃，抗磁干扰能力强；结构简单，重量轻，响应速度快、灵敏度高、互换性好，安装、校准、调试、维护均十分方便。

主权项

1.一种直流电流传感器，包括环形磁芯，在环形铁心上绕制激励绕组WS、反馈绕组W2，其特性在于：在环形铁心(3)上绕制检测线圈WM，在激励绕组WS的两端接处理电路(6)，激励绕组WS处理电路(6)为激励绕组WS提供激励电流IS，并将反映激励电流IS的电压信号送到计算机(2)；在检测线圈WM的两端接处理电路(4)，检测线圈WM处理电路(4)将检测线圈WM获得的感应电势转换为正负半波有效值的差值信号，送到反馈绕组W2的处理电路(5)，并将检测线圈WM获得的感应电势的电压信号送到计算机(2)；在反馈绕组W2的两端接处理电路(5)，计算机(2)根据获得的激励电流IS和感应电势的大小控制反馈绕组W2处理电路(5)的工作状态，反馈绕组W2处理电路(5)将上述正负半波有效值的差值信号转换为电流I2，送入反馈绕组W2中，并将反映反馈电流I2的电压信号送到计算机(2)；计算机(2)将上述三组不同的电压信号进行处理，将反映被测电流I1大小的电压信号送到显示器(1)显示；激励绕组WS处理电路(6)的结构为，信号发生器芯片IC1的输出端依次通过电压跟随器IC2、功率放大器IC3与激励绕组WS的一端J1相接，J1端接二极管D1的负端，二极管D1的正端接激励绕组WS的另一端J2，并通过限流电阻RS接地，二极管D1的正端接低通滤波器LPF1的输入端，低通滤波器LPF1的输出端接电压跟随器IC22的输入端，电压跟随器IC22的输出端c接计算机(2)；检测线圈WM处理电路(4)的结构为，采样电阻RX接检测线圈WM的两端M1和M2，M1和M2两端分别接运算放大器IC4的负、正输入端，正输入端接地，运算放大器IC4的输出端接低通滤波器LPF2，低通滤波器LPF2的输出端接同相放大器IC5，同相放大器IC5的一个输出端依次通过正半波整流电路IC6和将真有效值变为直流的变换器IC8接加法器IC10的正输入端，同相放大器IC5的另一个输出端依次通过负半波整流电路IC7和将真有效值变为直流的变换器IC9接加法器IC11的正输入端，产生基准电压的芯片IC12与加法器IC10和IC11的负输入端相接，加法器IC10和IC11的输出端分别接运算放大器IC13的正、负输入端，运算放大器IC13的输出端通过反相积分器IC14接反相放大器IC15的输入端，低通滤波器LPF2的输出端接电压跟随器IC21的输入端，电压跟随器IC21的输出端a接计算机(2)；反馈绕组W2处理电路(5)的结构为，上述反相放大器IC15的输出端d接电压/电流转换电路IC16的输入端，电压/电流转换电路IC16的输出端接开关管K2的集电极，给反馈绕组W2提供能源的直流电源IC17的一个输出端接开关管K1的集电极，另一个输出端接电压/电流转换电路IC16的输入端，计算机2的一个输出端e通过控制电路IC18与开关管K1的基极相接，另一个输出端f通过控制电路IC19与开关管K2的基极相接，开关管K1和K2的发射极相接，并接反馈绕组W2的一端S1，反馈绕组W2的另一端S2通过限流电阻R接地，续流二极管D2的负端接反馈绕组W2的S1端，正端接地，反馈绕组W2的S2端通过低通滤波器LPF3、电压跟随器IC20的输出端b接计算机(2)。