恭喜杭州电子科技大学白茹获国家专利权
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龙图腾网恭喜杭州电子科技大学申请的专利一种单磁环双量程高精度闭环电流传感器获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN114778920B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-06-20发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202210458316.X,技术领域涉及:G01R15/20;该发明授权一种单磁环双量程高精度闭环电流传感器是由白茹;涂佳锟;蓝天;钱正洪;周铁军;朱建国设计研发完成,并于2022-04-27向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种单磁环双量程高精度闭环电流传感器在说明书摘要公布了:本发明公开了一种单磁环双量程高精度闭环电流传感器,包括具有两个对称气隙的近半圆形软磁磁环、两组磁传感探头、可开合的软磁磁环固定组件、低噪声信号处理电路以及上位机。在单个圆形磁环内的磁场信号衰减区和气隙内分别进行电流检测,实现单磁环双量程电流检测。本发明低噪声信号处理电路提高了电流传感器的量程、精度及线性度,获得的高精度双量程电流传感器灵敏度高、工作量程宽、线性度好、带宽高,且使用单磁环完成双量程电流传感器设计,还具有成本低、体积小等特点。
本发明授权一种单磁环双量程高精度闭环电流传感器在权利要求书中公布了:1.一种单磁环双量程高精度闭环电流传感器,其特征在于:包括具有两个对称气隙的软磁磁环、高精度小量程磁传感探头、高稳定大量程磁传感探头、可开合的软磁磁环固定组件、低噪声信号处理电路以及结果显示上位机; 所述的具有两个对称气隙的软磁磁环,是两个相同的近半圆形的软磁磁环组合而成的具有两个对称气隙的单个软磁圆形结构;软磁磁环对外场在磁环的两个气隙内所产生的磁场信号具有聚磁作用,对外场在磁环内壁与磁环中心的区域所产生的磁场信号具有磁分流作用;软磁磁环将小电流信号在磁环的两个气隙内所产生的磁场信号增强,将大电流信号在磁环内壁和磁环中心的区域内所产生的磁场信号分流和衰减为较弱磁场信号; 所述的高精度小量程磁传感探头和高稳定大量程磁传感探头由高灵敏度磁传感芯片与其电源电路组成,其中高精度小量程磁传感探头设置在两个磁环气隙的中间位置,检测小电流信号在磁环气隙内产生的被增强后的磁场信号,提高电流检测的精度;另外一组高稳定大量程磁传感探头设置在半圆形磁环中垂线径向方向的磁环内壁与导线之间的合适位置,检测大电流信号在此处产生的被软磁磁环分流和衰减后的磁场信号,提高电流检测工作量程范围;通过设计和优化两组磁传感探头与软磁分流结构的相对位置关系既能提高电流传感器的检测精度,又能提高电流传感器的工作量程,实现单磁环双量程高精度电流传感器; 所述的可开合的软磁磁环固定组件包括上半固定组件和下半固定组件;上半固定组件和下半固定组件内均设置有将两个有对称气隙的近半圆形软磁磁环同心精准固定装配的磁环固定槽磁环固定槽;磁环固定组件能将两组磁传感探头与软磁分流结构精确定位并固定;通过上开合部件和下开合部件上的螺丝开孔对整个固定组件自由开合,用于被测电流导线的接入和接出,从而不需要对被测电路进行断电操作,实现原位测量; 所述的低噪声信号处理电路能根据电流传感器高精度小量程磁传感探头和高稳定大量程磁传感探头的信号处理特征及被测量电路的需要,切换到小电流量程检测的磁传感探头输出端或大电流量程检测的磁传感探头输出端,两个电流检测量程的低噪声信号处理电路实现共享;电路中采用的放大器为低噪声高压摆率的运算放大器,且在电源端都加入RC滤波电路; 低噪声信号处理电路包括信号放大模块、信号反馈模块、信号调理模块; 所述的信号放大模块包括仪表放大器、功率放大器,接在磁传感探头信号输出端,对磁传感探头输出的差分电压信号放大处理并用来驱动后面的信号反馈线圈; 所述的信号反馈模块包括信号反馈线圈和与之串联的采样电阻,信号反馈线圈绕制在下半磁环上,分别在两个磁传感探头处产生一个反馈磁场信号,该反馈磁场信号与原边信号电流在该位置上产生的磁场信号抵消,实现闭环反馈,其中采样电阻与信号反馈线圈串联,通过电压采样分析测量反馈电流信号的大小; 所述的信号调理模块包括施密特放大器、差分放大器、ADC和MCU,施密特放大器用于测量交流信号时将正弦波转换为方波信号传输给MCU进行处理,经MCU计算得到信号的频率值;差分放大器和ADC对采样电阻两端信号进行放大、滤波和模数转换后,传输给MCU进行处理,经MCU计算得到采样信号的幅值; 所述的结果显示上位机是PC端可显示待测试电流的幅值与频率值等信息的人机交互界面,MCU对施密特触发器以及ADC传输的数据进行处理后,通过串口传输至上位机对被测电流的相关信息进行显示。
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