新型直流电流传感器原理研究

摘要

本文对直流调制比较仪原理进行了深入研究，为直流大电流传感器的开发建立良好的理论基础。在深入研究铁芯线圈电路和调制直流测量原理的基础上，研究了磁性材料的磁特性，确定钼坡莫合金磁粉芯作为调制用环形磁芯，使用Matlab软件，建立了铁芯磁化曲线的数学模型，同时利用Simulink工具对单铁芯和双铁芯直流调制器进行了结构建模与仿真。仿真模型充分考虑激励线圈、偏磁线圈、检测线圈各自内阻的影响，利用电压源作为激励信号，可以精确模拟磁化曲线的饱和段、快速直观的研究调制器的工作原理和各个参数对调制器的影响，弥补传统作图法的不足；可以指导设计具有最佳工作特性的调制器。通过对仿真结果的分析，本文提出了利用感应线圈正负半波有效值差随直流偏磁变化的这个特征量构建调制比较仪测量直流电流的新思路。最后，本文通过构建实验平台，对单铁芯和双铁芯直流调制器进行电压源激励开环实验，验证了调制器仿真模型的正确性；通过真有效值闭环比较仪实验，初步验证了利用正负半波有效值差这个特征量来制作调制比较仪测量直流大电流的可行性。