磁测量比较常见的是使用带铁芯的电流互感器,有常见的电流互感器和双级电流互感器。对精度要求高的可以使用双级电流互感器,采用双级电流互感器作为分流器可以克服:1.精确度随电流增大和时间的变长而下降;2.放大倍数使放大器的准确度大大降低。但是双级电流互感器有复杂的电路,不适合减小体积。磁检测方法还有采用霍尔效应制作的传感器,霍尔传感器与电流互感器相比,检测精度高,但却存在价格高、体积大的缺点。Rogowski是一种空心互感器,和电流互感器用法不同,Rogowski是将一组导体线圈绕在一个非磁性的骨架上,绕圈偶数层。[7]线圈将被测电流信号转换为电压信号。线圈只和穿过它的载体存在互感关系,所以Rogowski线圈可以在噪声复杂条件下测量电流,扩大了电流测量范围,提高了安全性,可靠性,但是它的测量精度不高,所以在使用中受到了限制。
以上的方法中,Rogowski线圈拥有比较宽泛的测量范围,但是精度提升不高,不能满足精确反馈的要求。[11]光电电流传感器、霍尔传感器、双级电流互感器都能提高精确值,但是复杂的结构大大增加了材料成本和体积成本。一旦使用的测量器件占了太多的体积,势必影响了其他必要的器材的空间,例如,光学传感器,温度传感器,CPU,电池等。基于对低成本和简单的结构的考虑,本研究倾向于使用电流互感器,在电流较大的场合,大多采用磁性器件检测,以避免电阻检测而造成的损耗。同时,磁性器件检测还可以方便地获得电气隔离。[7-8]电流互感器的工作原理是,通过导体的电流会产生磁场,通过检测磁场的大小,可以实现对电流的检测。电流互感器的精度等级也很多:0.2,0.5,1,3,10。适合于本设计的精度的选择。主要优点是:绝缘性好,体积小,重量轻,价格低廉,无铁芯结构,消除了磁饱和,谐振等问题,从而提高了测量范围。低压段输出弱点信号,提高了安全性能,可以联机,实现多功能智能化的要求。成本虽然高于电阻测量,但是比其他方式要低,而且精度提升了不少。
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