直流大電流傳感器的研究.pdf

1、直流大電流測量技術在工業(yè)生產和科研試驗中都有著較為廣泛的應用.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前迫切需要解決的問題,同時對測量儀器也提出了更高的要求.本文結合所在課題組成功申請的國家自然科學基金項目——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上,本文選擇對羅柯夫斯基(Rogowski)線圈和直流比較儀這兩種原理進行深入研究,為直流大電流傳感器的開發(fā)建立良好的理論基礎和

2、實驗指導.在深入研究羅氏線圈測量原理、結構設計方法的基礎上,論文推導出其電氣參數與結構參數的關系,用結構參數建立系統(tǒng)傳遞函數,并建立了Matlab軟件下的仿真模型.通過對不同結構參數下的仿真結果(時域和頻域特性)進行比較,總結出結構尺寸對線圈特性的影響規(guī)律,提出優(yōu)選方法.在嘗試將羅氏線圈應用到直流測量領域中,還有個重要的問題是如何實現線圈與環(huán)形磁場間的相對運動,本文設計并進行了兩個實驗方案,探討將羅氏線圈用以直流大電流測量的方法.對于直

3、流比較儀的測量方案而言,有兩個核心的問題:其一是磁性材料性能參數的選擇,尤其是對磁化曲線的選擇.本文提出了取多個采樣點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.通過進行的仿真分析和所設計的實驗,驗證了手動調節(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,論文提出了通過運用單片機將該方案改進為