[发明专利]四磁芯六线圈磁调制高精度超大孔径电流检测方法及系统

权利要求书

1.一种四磁芯六线圈磁调制高精度超大孔径电流检测方法，其特征在于，所述四磁芯六线圈磁调制高精度超大孔径电流检测方法包括以下步骤：

步骤一，磁芯C1，线圈N1为一组磁调制单元，感应原边电流，经过平均值解调后，产生电压信号；

步骤二，磁芯C2、线圈N2为另一组磁调制单元，感应另一组原边电流，经过平均值解调后，产生另一组电压信号，两组电压信号差分放大后为原边电流的感应电压；

步骤三，感应电压通过积分放大器，在N6产生反馈电流，反馈电流与原边电流大小相等方向相反，形成低频信号零磁通反馈；

步骤四，磁芯C3，线圈N3，线圈N4为一组零磁通单元，使C1,C2,C3的磁通总和为零，消除变压器效应形成的干扰；

步骤五，磁芯C4，线圈N5为一组磁积分器，与线圈N6形成高频零磁通反馈，并使C1,C2,C3,C4的磁通量为零，抑制变压器效应干扰；

所述四磁芯六线圈磁调制高精度超大孔径电流检测方法，还包括补偿孪生磁芯线圈；其中，所述补偿孪生磁芯线圈的基本原理为：

C1,C2为在同样的工艺、设备、材料和模具下生产出来的同一批磁芯中，挑选出来的一对磁芯；磁芯C1正向绕制N1线圈，磁芯C2相对磁芯C1顺时针旋转180度，并反向绕制与N1线圈匝数相同的N2；磁芯C1,C2和线圈N1,N2形成一组相互补偿的孪生磁芯线圈；两组磁芯线圈对地磁的干扰和电路误差干扰方向相反幅度相同，对原边电流感应方向相同幅度相同，通过差分放大后，消除地磁干扰和电路误差干扰，增加原边电流的敏感度；

所述四磁芯六线圈磁调制高精度超大孔径电流检测方法，还包括多点磁通补偿方法；其中，所述多点磁通补偿方法为：增加两个磁芯线圈，一个进行零磁通磁通补偿，一个进行磁积分磁通补偿；

所述零磁通磁通补偿原理，包括：

磁芯C3，线圈N3、N4与C1、C2形成一个零磁通系统；当C1,C2中有交流磁通量，N3感应磁通，形成感应电压，感应电压放大后作用与N4,N4产生反馈电流，C3产生反向磁通，当放大倍数非常大时，N3线圈感应的磁通量接近与零，用于消除自激振荡信号对原边电流与反馈线圈的变压器效应；

所述磁积分磁通补偿原理，包括：

磁芯C4，线圈N5、N6与磁芯C1、C2、C3形成一个零磁通系统；当C1、C2、C3有残余交变磁通时，线圈N6上产生感应电压；N5通过C4产生感应电压，N5上产生的感应电压通过积分反馈给N6，抑制N6产生感应电压，消除自激振荡信号对反馈线圈的变压器效应；N6上的电流总和原边电流相等，通过对N6上的电流进行采集，达到测量原边电流的目的；

所述四磁芯六线圈磁调制高精度超大孔径电流检测方法，还包括新型自激振荡方法；其中，所述新型自激振荡方法的原理，包括：

新型自激振荡方法产生的自激电压正反幅值是通过对同一个参考电压进行线性放大得到，通过对放大倍数的选择，正向幅值电压和反向幅值电压的绝对值都是标准参考电压的一定比例，得到一个正反幅值对称性和稳定性非常好的激励方波电压；

新型自激振荡方法是通过MOS管的开关来做选择电路，由于MOS管的导通电阻非常小，故忽略导通电阻对电路的影响；

通过推导得出：当R6/R7=3，R4/R5=3，R5/R8=5时，振荡方波的幅值U2为标准电压U1的两倍；标准电压的精度已经可以做到非常高，并且可做到最高2ppm的温漂和2ppm/year的时漂；振荡波形的幅值U2和标准电压U1是线性关系，故可获得比较高的精度和稳定度，并且通过对电阻比例的调整，调节U1和U2的比例关系，达到调整振荡方波幅值。