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叠加在交流信号上的直流或脉动直流的测量与解析

    在很多情况下,会遇到,在交流信号上叠加的直流信号,或者脉动直流信号的,而我们却只想获取叠加的直流或者脉动直流信号,如何采集?如何解析?用什么样的方法来实现?以下我们就按照不同情况交流一下.

   交流上叠加的直流,这个是比较好解决的,用磁调制原理的直流电流传感器即可。

   所谓的磁调制原理,以下做简单介绍:

   磁调制原理采用双铁芯线圈,并且要求两个耦合线圈具有相同的结构尺寸、有相同匝数的激磁绕组、铁芯磁性能高度接近,同时要求铁芯具有高矩形比的磁化曲线(图12),即要求铁芯的初始磁导率尽可能高,同时饱和磁感要低,使铁芯容易进入高度饱和状态。接线时将两线圈的同名端反向联接, 使调制电路输出的激励信号产生的磁场在两铁芯中大小相等方向相反,这样使由激励信号产生的激励磁场与由输入的被测量直流电流产生的磁场在一个铁芯中方向相同,从而等到加强,并使这个铁芯迅速进入磁饱和状况;而在另外一个铁芯中产生的磁场方向相反,就会互相削弱,从而延迟铁芯进入饱和状况,这样使得两个激磁绕组中感应的电压的偶次谐波同相,相加后会得到加强;而在这两个激磁绕组中感应的电压的奇次谐波反相,相加后会互相削弱或抵消。因此这两个激磁绕组对偶次谐波有选频和放大作用,而对奇次谐波有抑制作用,达到选频效果。激磁线圈中偶次谐波的大小与被测直流电流的大小成正比,把偶次谐波信号进行调理和功率放大后,就可以得到我们所需的电流检测信号。同时,激励线圈输出的偶次谐波的偏移方向可以反映输入电流的方向。

    也就是说在测量的过程中,交流成分会被有效抑制,从而实现交直流的解析,测量。

   磁调制原理的传感器一般用于直流漏电的测试,或对相应时间没有要求的直流精度测量。广泛用于直流屏。

   霍尔原理的传感器是无法现实的,霍尔是材料感应放大信号,原边和副边的波形是高度一致,即高度还原,二次的输出还是交流和直流叠加的信号。而且霍尔原理只能测量安培级以上的较大电流,对于MA级的小电流是无法测量的。

   最大的难点是,交流上叠加的脉动直流。无论用磁调制原理的传感器还说霍尔原理的,都无法解析,分离。

   如果要只是实验性的,可以只用磁通门原理的交直流通用型漏电流传感器来实现测量,但这只是基于示波器的信号还原,而无法实现交直流的分离测量。

   当叠加的脉动直流信号,相当大的时候,比如大约1A时,可才用单向霍尔电流传感器来实现交直流的模拟信号分离,但是波形的分离还是没有办法的。

   具体情况,具体对待,如果既需要波形分离,也需要模拟信号测量的分离,那就要用到半波整流加以辅助,相对比较复杂,需要沟通解决。


                                                             图一


                                                                 图2


江苏中霍传感科技有限公司  技术部