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零磁通检测技术在100A直流电流源中的应用二)

  为了消除传感器调整稳定状态时偶次谐波磁场的影响,可以考虑在双探测线圈零磁通检测中再增加磁环T、T.,其产生的激励电压的相位与基波相差90%,这样,磁环T、T2与磁环T、T,产生的偶次磁场(相位相差180%)将被有效抑制。图3所示电流互感器的输出处理单元将平衡后的补偿电流信号转换放大为与被测直流大电流成线性的直流电压信号,作为标准的反馈信号,该传感器对应0 ~ 100A的被测电流产生0 ~10V的反馈电压,将大电流标准的反馈电压由mV级提高到了10V,解决了高精度大电流标准研制的一个关键性问题和难点。
2  零磁通电流传感器在100A直流电流标准源中的
  应用

  100A直流电流标准源设计方案如图6所示。

  标准源输出功能由误差比较放大单元、功率放大单元、负载和零磁通电流反馈环节构成的模拟闭环和由A/D采样、微处理器、可调直流基准构成的数字闭环组成。零磁通电流传感器上产生的直流电压信号,直接反馈给误差比较单元,与给定的基准值比较,达到稳定功率放大器输出电流的作用。同时,数字闭环通过24位A/D转换器对已经进人模拟稳态的零磁通电流传感器的反馈电压进行采样和模数转换,微处理对转换获得的数字量与键盘设置状态获得的数字量进行比较,由微处理器将差值输出给可调直流基准单元,对模拟闭环的给定量进行微调,从而使输出电流达到一个新的稳态,保障标准电流的高精度指标。标准源的主要技术指标如下:

(1)使用温度 一10clC~45℃ ;

(2)相对湿度小于80% RH;

(3) 电源220V±10% ,50Hz

(4) 电流输出范围0~100A;

(5) 电流输出不确定度1×10-4。


 结论
通过零磁通电流传感器在电流标准源中的成功应
用,验证了采用零磁通检测原理测量大电流技术的合理性与可行性,目前由于受铁心材料的限制,电流测量精度还有待提高