一种采用压电矩形鼓和永磁铁的小型电流传感器研究

摘要

提出了一种采用压电矩形鼓和永磁铁的小型电流传感器.基于安培定律,永磁铁感受电流变化并驱动压电矩形鼓振动,压电矩形鼓因压电效应将振动转化为电信号输出,从而实现电流传感.利用有限元分析方法研究了电流传感器的一阶振动模态及其应力分布,并计算了电流传感器的灵敏度频率响应特性,其与实验结果较吻合.实验结果表明,该电流传感器在一阶谐振频率204 Hz处具有较高的灵敏度(0.95 V/A),在动态范围0.005 A～30 A内具有良好的线性度(0.3％);与采用压电悬臂梁结构的电流传感器相比,具有更好的稳定性.文中提出的传感器结构还可以应用于振动信号、磁场的长期不间断测量或监测.