直流大電流傳感器的研究.pdf

1、直流大電流測量技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)和科研試驗(yàn)中都有著較為廣泛的應(yīng)用.隨著直流用電量的越來越大,直流大電流測量也隨之成為當(dāng)前迫切需要解決的問題,同時(shí)對(duì)測量儀器也提出了更高的要求.本文結(jié)合所在課題組成功申請(qǐng)的國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目——多路羅柯夫斯基直流大電流智能化傳感器研究而展開.在綜合了解直流大電流各種主要測量原理的基礎(chǔ)上,本文選擇對(duì)羅柯夫斯基(Rogowski)線圈和直流比較儀這兩種原理進(jìn)行深入研究,為直流大電流傳感器的開發(fā)建立良好的理論基礎(chǔ)和

2、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo).在深入研究羅氏線圈測量原理、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法的基礎(chǔ)上,論文推導(dǎo)出其電氣參數(shù)與結(jié)構(gòu)參數(shù)的關(guān)系,用結(jié)構(gòu)參數(shù)建立系統(tǒng)傳遞函數(shù),并建立了Matlab軟件下的仿真模型.通過對(duì)不同結(jié)構(gòu)參數(shù)下的仿真結(jié)果(時(shí)域和頻域特性)進(jìn)行比較,總結(jié)出結(jié)構(gòu)尺寸對(duì)線圈特性的影響規(guī)律,提出優(yōu)選方法.在嘗試將羅氏線圈應(yīng)用到直流測量領(lǐng)域中,還有個(gè)重要的問題是如何實(shí)現(xiàn)線圈與環(huán)形磁場間的相對(duì)運(yùn)動(dòng),本文設(shè)計(jì)并進(jìn)行了兩個(gè)實(shí)驗(yàn)方案,探討將羅氏線圈用以直流大電流測量的方法.對(duì)于直

3、流比較儀的測量方案而言,有兩個(gè)核心的問題:其一是磁性材料性能參數(shù)的選擇,尤其是對(duì)磁化曲線的選擇.本文提出了取多個(gè)采樣點(diǎn)分段擬合的方法來模擬磁化曲線.其二是如何判斷環(huán)形磁芯中的直流磁勢是否平衡.在研究了現(xiàn)有的幾種判斷方法后,本文提出了一種比較檢測線圈輸出波形的磁放大方案.通過進(jìn)行的仿真分析和所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了手動(dòng)調(diào)節(jié)反饋直流的磁放大器直流比較儀測量方案的可行性,為該方案建立了初步的傳感器模型.最后,論文提出了通過運(yùn)用單片機(jī)將該方案改進(jìn)為