件固有的磁滯現(xiàn)象所造成的誤差。
【附圖說明】
[0020]下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
[0021]圖1為本實用新型磁通門電流傳感器總的構成示意圖。
[0022]圖2為本實用新型磁通門電流傳感器的磁通門檢測探頭的結構示意圖。
[0023]圖3為本實用新型磁通門電流傳感器的工作原理圖。
[0024]圖4為本實用新型磁通門電流傳感器的激勵電路的構成示意圖。
[0025]圖5為本實用新型磁通門電流傳感器積分比較器電路的構成示意圖。
[0026]圖6 (a)為磁通門電流傳感器中的環(huán)形磁芯僅纏有激勵繞組時環(huán)形磁芯中的磁感應強度分布圖。
[0027]圖6(b)為磁通門電流傳感器中的環(huán)形磁芯纏有正交的激勵繞組和二次反饋繞組時的磁感應強度分布圖。
[0028]圖6(c)為磁通門電流傳感器中的環(huán)形磁芯纏有平行的激勵繞組和二次反饋繞組時的磁感應強度分布圖。
[0029]圖7(a)為磁通門電流傳感器中環(huán)形磁芯外圍不帶有聚磁殼時環(huán)形磁芯中的磁感應強度分布圖。
[0030]圖7(b)為磁通門電流傳感器中環(huán)形磁芯外圍帶有聚磁殼，即為本實用新型電流傳感器時的環(huán)形磁芯中的磁感應強度分布圖。
[0031]圖8為電流傳感器在有和無聚磁殼時的輸入-輸出特性曲線圖。
[0032]圖9為電流傳感器在有和無聚磁殼時的相對誤差曲線圖。
[0033]圖中，1.聚磁殼，2.環(huán)形磁芯，3.原邊被測繞組，4.激勵繞組，5.二次反饋繞組，6.分流電阻Rm，7.采樣電阻Rs，8.激勵信號發(fā)生電路，9.信號驅動電路，10.積分比較器電路，11.H橋驅動電路，12.磁通門檢測探頭，13.信號處理電路，14.激勵電路，15.零磁通檢測電路，16.方波發(fā)生器。
【具體實施方式】
[0034]圖1所示實施例表明，本實用新型的磁通門電流傳感器，是一種帶有聚磁殼I和采用繞組正交分布的磁通門電流傳感器，包含磁通門檢測探頭12和信號處理電路13 ;其中，磁通門檢測探頭12由一個聚磁殼I加環(huán)形磁芯2和激勵繞組4加二次反饋繞組5構成，環(huán)形磁芯2放在聚磁殼I內部，激勵繞組4為一根導線在環(huán)形磁芯2上沿著該環(huán)形磁芯2的徑向均勻纏繞形成的繞組，二次反饋繞組5為在激勵繞組4纏好后，沿著環(huán)形磁芯2的圓周方向再均勻纏繞形成的繞組；信號處理電路13分為激勵電路14和零磁通檢測電路15兩部分，激勵電路14部分又包括激勵信號發(fā)生電路8和信號驅動電路9 ;激勵繞組4 一端經(jīng)激勵信號發(fā)生電路8中的采樣電阻Rs 7接地，激勵繞組4另一端與激勵電路14中的信號驅動電路9相連接，信號驅動電路9的輸出連接零磁通檢測電路15的輸入，零磁通檢測電路15又分為積分比較器電路10和H橋驅動電路11兩部分，積分比較器電路10的輸出連接H橋驅動電路11的輸入，H橋驅動電路11的輸出連接二次反饋繞組5的一端，二次反饋繞組5的另一端通過分流電阻Rm 6接地。
[0035]圖2所示實施例表明，本實用新型的磁通門電流傳感器的磁通門檢測探頭由一個聚磁殼I加環(huán)形磁芯2和激勵繞組4加二次反饋繞組5構成，環(huán)形磁芯2放在聚磁殼I內部，聚磁殼I用來聚集有效磁場，同時屏蔽雜散無關磁場，激勵繞組4為一根導線在環(huán)形磁芯2上沿著該環(huán)形磁芯2的徑向均勻纏繞100?150匝形成的繞組，二次反饋繞組5為在激勵繞組纏好后沿著環(huán)形磁芯的圓周方向再均勻纏繞200?250匝形成的繞組。
[0036]圖2所示實施例的磁通門電流傳感器的磁通門檢測探頭的原理是:最外圍的聚磁殼I將聚集有效磁場同時屏蔽外界雜散磁場，ieap^p 13分別為激勵電流、原邊被測電流和二次反饋電流，ffe, Wjp W 3分別為激勵繞組4、原邊被測繞組3和二次反饋繞組5，其中，原邊被測繞組3和二次反饋繞組5相對于激勵繞組4正交分布，Ne, %和N 3分別為激勵繞組4、原邊被測繞組3和二次反饋繞組5的匝數(shù)。環(huán)形磁芯2選用高磁導率、低矯頑力、易飽和的軟磁材料，基于環(huán)形磁芯2材料的非線性特征，首先給激勵繞組4加上頻率f = IkHz,幅值土 12V的方波激勵電壓，導致環(huán)形磁芯2中的磁通交替變化，當交流激勵安匝數(shù)足夠大時，環(huán)形磁芯2呈現(xiàn)周期性飽和與不飽和狀態(tài)。原邊被測電流I1A聚磁殼I和環(huán)形磁芯2之間垂直穿過，產(chǎn)生的磁場被聚磁殼I聚集。當原邊被測電流Ip是直流或者低頻交流的時候，原邊被測電流Ip在環(huán)形磁芯2中產(chǎn)生的磁通為Φ p，二次反饋繞組5評3中的電流在環(huán)形磁芯2中產(chǎn)生的磁通為Φ3。由于二次反饋繞組5產(chǎn)生的磁場與原邊被測繞組3產(chǎn)生的磁場方向相反，因而減弱了環(huán)形磁芯2內部磁場，當兩繞組產(chǎn)生的磁場大小相等時，二次反饋電流不再增大，整個系統(tǒng)達到動態(tài)平衡，有NpIp= N SIS。通常Np= I。
[0037]圖3所示的實施例表明，本實用新型磁通門電流傳感器的工作原理是:激勵繞組4WJP二次反饋繞組5胃3采用正交分布分別依次均勻纏繞在環(huán)形磁芯2上，匝數(shù)分別為100?150和200?250匝；環(huán)形磁芯2上的激勵繞組We—端與方波發(fā)生器16相連，另一端連接采樣電阻艮7的一端，采樣電阻Rs 7另一側接地，零磁通檢測電路15的輸出直接影響二次反饋電流Is的大小變化情況。在零磁通檢測電路15中包括對磁通Φ 3與Φ p的矢量和的判別，當03與Φ 5的和不為零時，需要調整的13大小使其和為零；當Φ 3與Φ p的和為零時，說明二次反饋電流Is產(chǎn)生的磁通恰好與原邊被測電流I p產(chǎn)生的磁通大小相等，方向相反，此時原邊被測電流15與二次反饋電流I 3的關系為P= NsI3O而零磁通檢測電路15的另一端與二次反饋繞組5WS的一端連接，二次反饋繞組5WS的另一端通過分流電阻Rm6接地。
[0038]圖4所示的實施例表明，本實用新型磁通門電流傳感器的激勵電路，包括激勵信號發(fā)生電路和信號驅動電路，其構成是:主要包括用于激勵信號發(fā)生電路的芯片LM6132和用于信號驅動電路的芯片IR2101s，LM6132為功率放大器，包括8個引腳，LM6132的引腳1、LM6132的引腳2與LM6132的引腳6由阻值為3.3ΚΩ的電阻R1連接，LM6132的引腳3與阻值為20K Ω的采樣電阻Rs—端相連，采樣電阻R s另一端接地，LM6132的引腳4接-12V直流電壓和一個電容值0.1 UF的穩(wěn)壓電容Ci，LM6132的引腳5與兩個并聯(lián)電阻相連，其中一個阻值為3.9ΚΩ的并聯(lián)電阻R2接地，另一個阻值為27ΚΩ的并聯(lián)電阻R 3與LM6132的引腳7共同接在IR2101S的引腳2上；LM6132的引腳8接+12V直流電壓和一個電容值為0.1 μ F的穩(wěn)壓電容(:2的一端，電容C 2的另一端接地，IR2101S的引腳I接12V直流電壓，這個12V電壓同時通過一個型號為1Ν4106的二極管01與IR2101s的引腳8連接，IR2101s的引腳8再通過一個電容值為0.1 yF的電容C3連接在IR2101S的引腳6上；IR2101s的引腳3和IR2101s的引腳7懸空，IR2101s的引腳4和IR2101s的引腳5接地。圖4中的采樣電阻Rs即為采樣電阻Rs 7。
[0039]圖5所示的實施例表明，圖中虛線框內顯示了本實用新型磁通門電流傳感器的零磁通檢測電路，包括積分比較器電路和H橋驅動電路兩部分，其中，積分比較器電路的構成是:主要包括芯片TLC2652，包括8個引腳，TLC2652的引腳I經(jīng)電容值為0.1 yF的電容C1和電容值為IF的(:2后接地，在C jP C 2之間連接電容值為0.01 μ F的電容C 3，電容C3的另一端連接TLC2652的引腳8，TLC2652的引腳2與阻值為20ΚΩ的電阻R1相連，R ^勺另一端與上述的信號驅動電路的輸出和電容值為0.01 μ F的電容(；相連接，電容C 4的另一端連接著TLC2652的引腳6和阻值為100 Ω的電阻R2,電阻民的另一端連接著H橋驅動電路的輸入，TLC2652的引腳3經(jīng)阻值為20ΚΩ的電阻R3接地，TLC2652的引腳4連接-15V的直流電壓，TLC2652的引腳5懸空，TLC2652的引腳7連接+15V的直流電壓。
[0040]圖6(a)所示的實施例顯示了磁通門電流傳感器中環(huán)形磁芯僅纏有激勵繞組時環(huán)形磁芯中的磁感應強度分布。
[0041]圖6(b)所示的實施例顯示了磁通門電流傳感器中環(huán)形磁芯纏有相互正交的激勵繞組和二次反饋繞組時環(huán)形磁芯中的磁感應強度分布。
[0042]圖6(c)所示的實施例顯示了磁通門電流傳感器中環(huán)形磁芯纏有相互平行的激勵繞組和二次反饋繞組時環(huán)形磁芯中的磁感應強度分布。
[0043]對比圖6(a)、圖6(b)和圖6(c)所示的實施例表明，當用有限元軟件進行磁場仿真時，環(huán)形磁芯C橫截面上的磁感應強度分度情況時可見，采用激勵繞組和二次反饋繞組正交分布，可以最大限度減少二次反饋繞組對原邊被測繞組的耦合影響。
[0044]圖7(a)所示的實施例