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多闭环控制的多点零磁通技术


       与目前国外世界知名的高精密商用电流传感器相比,航智精密电流传感器的精度提高了1倍,量程宽度提高了1倍,且实现了数字化输出,零漂小,温漂小,可带载启动,具备过载保护功能,过载后可自恢复,处于国际领先水平。


       2015年,毕业于哈尔滨工业大学的田新良博士创新性提出多点零磁通技术系统应用于现有高精度直流传感器技术之上,提出了激励磁通闭环控制技术、自激磁通门技术及多闭环控制技术相结合,实现了对激励磁通、直流磁通、交流磁通以及高频磁通的零磁通闭环控制,从而使传感器在全带宽范围内拥有很高的增益和测量精度。


一、多点零磁通技术的技术演进

图1  多点零磁通技术系统原理图


技术创新-多点零磁通原理

       多点零磁通技术系统包括激磁模块,激励磁通闭环控制模块以及多磁通闭环控制模块。待测电路中的待测电流Id产生直流磁通、交流磁通以及高频磁通,激磁振荡器向激磁单元输出预设频率的交变电压信号以激励激磁单元产生激励磁通。激励磁通对待测电流Id产生的直流磁通进行检测,并输出与直流磁通对应的直流磁通信号。


       激励磁通闭环控制模块对激磁单元产生的激励磁通进行检测,并在激励磁通周围产生激磁补偿磁通,激磁补偿磁通与激励磁通相互叠加,叠加后的激磁叠加磁通穿过与其磁感线垂直平面的磁通量为零,实现了激磁磁通的零磁通闭环控制;      


       多磁通闭环控制模块对待测电流Id产生的直流磁通、交流磁通以及高频磁通进行检测,并在待测电路的周围产生多磁通补偿磁通,多磁通补偿磁通与待测电流Id产生的磁通相互叠加,叠加后的多磁通叠加磁通穿过与其磁感线垂直平面的磁通量为零,实现了直流磁通、交流磁通以及高频磁通的零磁通闭环控制。


二、多点零磁通技术亮点

1、激磁闭环控制技术:使激磁系统内部磁通自动平衡,对外呈现零磁通,从而使激磁系统不会对比例绕组及检测绕组造成干扰,并且形成磁通隔离带,防止激磁绕组被外界磁通干扰,省去了现有电流传感器复杂的磁屏蔽系统设计,降低了产品工艺复杂度。


2、自激磁通门技术:与传统方案比省去了激磁发生器,提高了系统可靠性和抗干扰能力。


3、自激退磁技术:传感器零漂小,拓展了量程宽度,原来用两个传感器解决的问题,现在只需要一个传感器。


4、多闭环控制技术:通过对激励磁通、直流磁通、交流磁通以及高频磁通的零磁通闭环控制,实现了对直流电流、高频电流以及交流电流的精密检测,提高了传感器的电流检测精度,降低了传感器的生产成本。


5、多级量程自动切换技术:采用多级量程自动切换技术对微伏级弱信号进行精准放大,实现了高精度数字化输出,为大数据远程传输提供了必要条件。


6、温控补偿技术:对传感器全温度范围的非线性温漂进行了大数据处理,实现了比较精确的温度补偿,降低了传感器的温漂。


       以多点零磁通技术为核心,深圳航智精密陆续推出了1A、100A、200A、300A、 600A、1000A型号的精密模拟电流传感器,传感器的最高测量精度达到1ppm,并实现了单款产品从1000A 到 1A 全量程10 ppm的检测精度。在此基础上,采用多量程自动切换技术,研制出 600A 、1000A高精度数字电流传感器,实现了额定量程10 ppm的检测精度。


       航天品质,匠心智造,让高精度直流传感器得到普及,这是航智精密人的伟大使命。航智精密正在以服务型的品牌营销理念以及定制化的产品理念为广大客户提供全方位服务,并成功通过资本融资助推企业发展。


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