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基于标准电流注入的钳式微电流传感器在线定标方法

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高电压技术 2012年第8期38卷 1884-1890页

作者：翟学明朱永利熊海军张东阳王晓辉黄建才华北电力大学控制与计算机工程学院保定071003

钳式微电流传感器具有工程安装方便的优点,在电气设备绝缘监测中应用广泛。由于安装过程中开口气隙的不一致,加之野外运行温差较大造成信号处理电路温漂和参数变化,致使在实验室严格调试的高精度微电流传感器,运行时会产生较大误差,并... 详细信息

钳式微电流传感器具有工程安装方便的优点,在电气设备绝缘监测中应用广泛。由于安装过程中开口气隙的不一致,加之野外运行温差较大造成信号处理电路温漂和参数变化,致使在实验室严格调试的高精度微电流传感器,运行时会产生较大误差,并且各个传感器的变比也会偏离设计值。为此,提出了基于标准电流注入的微电流传感器在线定标方法,运行时在原边注入1个标准的定标电流信号,该信号的频率应避开传感器工作电流所含有的工频和一定幅值的谐波频率;然后从传感器信号处理电路的输出端得到定标信号,进而计算实际标度,根据此标度就可计算出实际泄漏电流。实验得到的传感器精度可以达到±0.05%,实验室和现场实验验证了提出方法的有效性和准确性。

关键词：钳式微电流传感器铁芯气隙标准电流注入在线定标绝缘精度

MnZnFeO体环形磁芯微电流传感器的研究

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传感技术学报 2005年第3期18卷 507-509,518页

作者：鲍丙豪赵湛江苏大学机械工程学院江苏镇江212013

利用MnZnFeO体环形磁芯作为敏感材料,设计了一种采用单磁芯双绕组结构,高稳定性电压源供电,多谐振荡桥新型非接触型电流传感器及其信号处理电路。分析了传感器的工作原理,对传感器信号处理电路进行了参数设计计算,对测量结果进行了分析... 详细信息

利用MnZnFeO体环形磁芯作为敏感材料,设计了一种采用单磁芯双绕组结构,高稳定性电压源供电,多谐振荡桥新型非接触型电流传感器及其信号处理电路。分析了传感器的工作原理,对传感器信号处理电路进行了参数设计计算,对测量结果进行了分析。通过对电路参数的优化设计,提高了传感器的分辨力、线性度及灵敏度。

关键词： MnZnFeO体环形磁芯多谐振荡桥路微电流传感器非接触测量

FeCuNbSiB单纳米晶环形磁心双绕组新型微电流传感器

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电力系统自动化 2004年第15期28卷 104-107页

作者：鲍丙豪丁建宁李长生江苏大学机械工程学院江苏大学微纳米研究中心江苏省镇江市212013

经炉内绝热退火法制得的纳米晶合金Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9环形磁心,由于内应力及磁致伸缩系数的减小,使其具有高的磁性能温度稳定性及高的磁灵敏性。利用纳米晶合金材料作为敏感材料,提出了采用单纳米晶磁心双绕组结构、多谐振荡桥励磁... 详细信息

经炉内绝热退火法制得的纳米晶合金Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9环形磁心,由于内应力及磁致伸缩系数的减小,使其具有高的磁性能温度稳定性及高的磁灵敏性。利用纳米晶合金材料作为敏感材料,提出了采用单纳米晶磁心双绕组结构、多谐振荡桥励磁的对微电流进行非接触测量的新型电流传感器。分析了传感器的工作原理,并利用傅里叶变换对桥路输出信号进行了分析。通过对电路参数的优化,研制出线性量程为±250 mA、带宽为DC～1.6 kHz的电流传感器。对直流电流给出了测试结果。传感器的非线性误差小于O.5％,在信号处理电路放大系数为l时,其灵敏度可达1.11 mV/mA;温度为-15℃～50℃、电流为250 mA时的温漂小于O.03％/℃,电流为O mA的温漂小于0.01％/℃;25℃环境下3 h测得传感器零漂小于0.02％(满量程)。此外,传感器可判定直流电流流向,并可在桥路电源变化时,其灵敏度保持很好的稳定性。

关键词：微电流传感器纳米晶合金单磁心双绕组非接触测量在线监测

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微电流传感器数据模型的分析和研究

微电流传感器数据模型的分析和研究

作者：安艳荣华北电力大学

学位级别：硕士

电力设备绝缘在线监测技术是提高供电安全性和可靠性的重要手段,检测泄漏电流是绝缘在线监测的一个重要内容。要实现泄漏电流的在线监测,传感器的设计是其中关键的一环。为此,研制出一种频带宽、灵敏度好、精确度高、线性度好的微电流... 详细信息

电力设备绝缘在线监测技术是提高供电安全性和可靠性的重要手段,检测泄漏电流是绝缘在线监测的一个重要内容。要实现泄漏电流的在线监测,传感器的设计是其中关键的一环。为此,研制出一种频带宽、灵敏度好、精确度高、线性度好的微电流传感器具有重要的理论意义和实用价值。本文首先介绍了微电流传感器的幅频特性。通过选择具有高磁导率的铁芯材料,并加入运放电路,从而既拓宽了传感器的频带宽度,又提高了其灵敏度。然后对微电流传感器的误差进行了深入的研究,分析了传感器误差的来源——激磁电流,详细的讨论了原边输入电流以及副边线圈匝数分别与激磁电流之间的关系。与此同时,针对目前副边线圈匝数的选取比较盲目,没有确定的选取理论依据,需要通过设计者多次实验才能获得的困境,本文根据激磁电流最小性原则提出了确定最优副边线圈匝数的算法,并通过实验进行了验证,从而为电流传感器的设计提供了新的思路。其次,为了进一步提高微电流传感器的测量精度和线性度,先采用了无源补偿和有源补偿这两类常见的方法对传感器的误差进行了补偿,并对比了这两种方法各自的优缺点。通过对比可知,有源补偿法是实现传感器高准确度的有效方法。同时,介绍了目前应用最多的前向多层神经网络即BP神经网络的结构模型、学习过程及其它的标准算法,并针对BP神经网络收敛速度慢、容易陷入局部最小点等问题,采用了自适应学习速率和动量因子相结合的改进型BP算法,且将该改进算法用于对传感器的误差进行补偿,从而提高了传感器的线性度。

关键词：微电流传感器频带宽度灵敏度激磁电流误差补偿 BP神经网络

基于Simulink的零磁通微电流传感器的仿真与实验

同方学位论文库评论

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传感技术学报 2017年第9期30卷 1343-1347页

作者：王文吝伶艳乔记平宋建成太原理工大学矿用智能电器技术国家地方联合工程实验室太原030024

根据零磁通补偿原理,基于Simulink平台建立了带有零磁通补偿的微电流传感器模型。为了快速准确地补偿微电流传感器的误差,提高微电流传感器的测量精度。该模型中的补偿单元采用有源与无源相结合的方法对对输出电流进行相位和幅值补偿。... 详细信息

根据零磁通补偿原理,基于Simulink平台建立了带有零磁通补偿的微电流传感器模型。为了快速准确地补偿微电流传感器的误差,提高微电流传感器的测量精度。该模型中的补偿单元采用有源与无源相结合的方法对对输出电流进行相位和幅值补偿。通过对仿真结果的分析,证明了该模型的正确性和有效性。并根据模型研制出了一种零磁通微电流传感器,对其误差进行测量。结果表明利用该补偿方法时电流传感器在测量微安级到毫安级的工频电流时准确度可达到0.2级,且补偿方式方便快捷。

关键词：微电流传感器零磁通有源补偿无源补偿

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基于零磁通原理的微电流传感器的研究

仪表技术与传感器 2018年第3期 23-25,29页

作者：王文吝伶艳乔记平宋建成太原理工大学山西太原030024 煤矿电气设备与智能控制山西省重点实验室山西太原030024 矿用智能电器技术国家地方联合工程实验室山西太原030024

为了快速准确地补偿微电流传感器的误差,提高微电流传感器的测量精度。根据零磁通补偿原理,研制了一种微电流传感器。微电流传感器包含感应单元、信号补偿单元以及信号处理单元,其中补偿单元采用有源与无源相结合的方法对输出电流进行... 详细信息

为了快速准确地补偿微电流传感器的误差,提高微电流传感器的测量精度。根据零磁通补偿原理,研制了一种微电流传感器。微电流传感器包含感应单元、信号补偿单元以及信号处理单元,其中补偿单元采用有源与无源相结合的方法对输出电流进行相位和幅值补偿,信号处理电路用于实现对二次侧输出的微弱信号进行调理,放大。通过搭建实验平台,实验结果表明利用该补偿方法时电流传感器在测量μA级到m A级的工频电流时准确度可达到0.2级,且补偿方式方便快捷。

关键词：微电流传感器零磁通有源补偿无源补偿信号补偿电路信号处理电路

泄漏电流测量用高精度电磁式微电流传感器的研制

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仪表技术与传感器 2016年第12期 13-16+56页

作者：王文乔记平吝伶艳宋建成太原理工大学煤矿电气设备与智能控制山西省重点实验室

普通小电流传感器由于测量精度较低,难以实现μA级泄漏电流的精确测量。基于电磁感应原理研制了一种用于在线监测泄漏电流的高精度微电流传感器,并通过微弱信号调理电路增强测量抗干扰性。基于LabVIEW的误差测量结果表明,电流传感器测... 详细信息

普通小电流传感器由于测量精度较低,难以实现μA级泄漏电流的精确测量。基于电磁感应原理研制了一种用于在线监测泄漏电流的高精度微电流传感器,并通过微弱信号调理电路增强测量抗干扰性。基于LabVIEW的误差测量结果表明,电流传感器测量下限可达到20μA,比差准确度达到0.5级。实验证明,该传感器可以准确地测量μA级泄漏电流。

关键词：微电流传感器信号调理电路 LabVIEW 比差角差

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基于零磁通原理的微电流传感器的研制

基于零磁通原理的微电流传感器的研制

作者：王文太原理工大学

学位级别：硕士

高压电力设备的绝缘在线监测是确保电力系统安全运转的重要技术手段,其中高精度微电流传感器是实现电力系统绝缘状态在线监测不可或缺的工具。它涉及电气保护、电能计量、电控等相关领域,担负着采集信号的任务,是整个在线监测系统中的... 详细信息

高压电力设备的绝缘在线监测是确保电力系统安全运转的重要技术手段,其中高精度微电流传感器是实现电力系统绝缘状态在线监测不可或缺的工具。它涉及电气保护、电能计量、电控等相关领域,担负着采集信号的任务,是整个在线监测系统中的重要组成部分。因此,电流传感器的测量精度和工作可靠性与电力系统的安全运转直接相关。测量用电流传感器一般安装在高压开关领域,工作时容易受到强电磁场的干扰。并且,在电力线路或设备的绝缘在线监测中,需要测量的泄漏电流的数量级均在微安级,普通的小电流传感器难以满足需求。综上所述,设计一种测量精度高,灵敏度好,适用于强电磁场环境的微电流传感器对于电气设备绝缘状态的在线监测具有重要研究意义。本文基于零磁通原理研制了一种准确度可达到0.2级的微电流传感器。主要研究内容如下:首先,将单匝穿心式电流传感器作为研究对象。根据电磁感应原理建立了电磁式电流传感器的等效电路图并推导出误差公式,得出造成测量误差的主要原因是激磁电流。根据误差公式从电流传感器的磁芯结构参数、二次侧负载阻抗、二次侧绕组匝数、和磁芯材料等几个方面对影响误差的因素进行分析,设计了电流传感器的感应部分。为进一步减小误差,需增设外部补偿手段。首先阐述了有源补偿及无源补偿两种方法。在此基础上设计了基于零磁通原理的整体补偿方案。该方案将有源电子电路补偿方法与三次绕组并联阻抗的无源补偿方法结合,使磁芯达到“零磁通”状态,从而使得测量误差最小。为验证该补偿方案的正确性,基于Simulink建立了带有零磁通补偿的微电流传感器模型,并与传统电流传感器的模型进行对比性仿真实验。仿真结果表明带有零磁通补偿的微电流传感器较传统的电流传感器误差有所减小,提高了测量精度,证明了该补偿模型的正确性。设计了有源补偿的硬件电路以及信号处理电路。其中补偿电路实现的功能是将感应电压处理变换成补偿电流送入二次侧绕组,对输出电流进行相位幅值的补偿。信号处理电路主要对二次侧输出的微弱信号进行调理,方便后续处理及检测。以LabVIEW为软件平台设计了微电流传感器的误差测量程序,该程序可以实现数据采集、数字滤波、波形显示、比差及角差测量的功能。经实验室测试,该程序运行稳定、可靠、交互性强、显示内容丰富。在实验室环境下搭建测试平台,对微电流传感器的硬件、软件各个部分进行测试。通过对微电流传感器的误差测量结果表明,设计的微电流传感器可以测量μAA级的工频电流,增设的补偿电路可以有效的减小测量误差,提高测量准确度。整体运行稳定,各项指标达到设计要求。

关键词：微电流传感器零磁通有源补偿无源补偿 LabVIEW

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绝缘测量用微电流传感器研究

三峡大学学报（自然科学版） 2001年第6期23卷 521-524页

作者：刘会家蒋秀洁李宁三峡大学电气信息学院湖北宜昌443002

对用于绝缘泄漏电流测量用微电流传感器的误差进行了详细分析 ,讨论了减少其误差的方法 ,并给出了一种改善其非线性的方法。

关键词：在线检测泄漏电流微电流传感器误差补偿