应用TMR阵列传感器的弯曲导线电流测量

摘要

圆形阵列式结构的电流传感器以其小型化、低成本和高灵敏度等优点而在电流测量中得到广泛应用。目前,此结构的电流传感器的研究对象都是无线长直导线,其实在大多数电力设备和电气设备中导线是有一定弯曲的。导线的非直线结构导致电缆外磁通密度分布不均匀,这给阵列式结构的电流传感器的测量精确度带来影响。因此,本文重点研究弯曲导线的电流测量。首先,基于阵列式电流传感器构建导线弯曲模型,并仿真分析不同情况下弯曲程度对传感器测量精度的影响。随后,为了提高传感器的测量精确度,引入三轴TMR芯片,构建空间磁通密度测量模型,据此模型建立12个独立的非线性方程,并利用Levenberg-Marquardt算法计算被测导线电流。最后,利用仿真实验验证该方法的有效性,仿真结果表明在不同情况下此方法都可以准确求解电流值,并使测量准确度大大提高。