[发明专利]无磁芯传感阵列精度校正装置及方法在审
申请号: | 202210456474.1 | 申请日: | 2022-04-28 |
公开(公告)号: | CN114910856A | 公开(公告)日: | 2022-08-16 |
发明(设计)人: | 项宇锴;郑茂华;李玍;肖荣洋;何林岚;张琰美 | 申请(专利权)人: | 国网福建省电力有限公司龙岩供电公司;国网福建省电力有限公司 |
主分类号: | G01R35/00 | 分类号: | G01R35/00 |
代理公司: | 福州元创专利商标代理有限公司 35100 | 代理人: | 丘鸿超;蔡学俊 |
地址: | 364000 福建省龙*** | 国省代码: | 福建;35 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 无磁芯 传感 阵列 精度 校正 装置 方法 | ||
本发明提出一种无磁芯传感阵列精度校正装置及方法,三相交流源被设计为系统电源,流过三个负载上的电流可产生三个不同的磁场。运算放大器、模数转换器、上位机被用于数据采集和数据分析用于评估无磁芯传感器阵列的测量精度。通过将被测无磁芯圆形传感阵列固定在校正器上,可实现对无磁芯圆形传感阵列的精度校正。
技术领域
本发明涉及电力测量技术领域,尤其涉及一种无磁芯传感阵列精度校正装置及方法。
背景技术
电磁感应技术是现代电力系统的基本测量技术之一,应用范围包括住宅、工业到公用事业。如何非接触测量一束导体电流一直是一项具有挑战性的任务,随着半导体技术的拓展,无磁芯传感阵列被用于电流测量。
对于无磁芯传感阵列来说,其原理是通过多个磁场传感器感测的磁场值为基础,利用数学方法来估计导体的电流值。这意味着,位置影响和材料特性对其影响是不可忽略的。
发明内容
本发明针对现有技术存在的缺陷和不足,提出一种无磁芯传感阵列精度校正装置及方法。提供了特殊的校正器设计方案,并基于此,提出了配套的精度校正方法。
其具体采用以下技术方案:
一种无磁芯传感阵列精度校正装置,采用共圆心的圆台和正方形底座组成的校正器;所述校正器带有13个穿孔,导流棒的贯穿设置其间,使电流流过导流棒时产生圆形的磁场;在13个所述穿孔中,其中1个穿孔位于圆台中心,8个穿孔等距排列在距离中心一定尺寸的圆上,相互间的角度为45°,还有4个穿孔位于圆之外的正方形顶点上,且位于圆上其中4个穿孔相对圆心的延长线上;
无磁芯传感阵列在精度校正时,嵌套固定在所述校正器的圆台上,且与正方形底座平行。
进一步地,所述导流棒一端连接三相交流源,另一端经负载接地;所述导流棒上设置有电流传感器,所述无磁芯传感阵列连接放大器,均分别经模数转换器连接数据采集装置。
一种无磁芯传感阵列精度校正方法,采用如上所述的无磁芯传感阵列精度校正装置;
将流经导流棒的电流导致的空间磁场的变化利用Biot-Savart法则描述;
设置所有电流值I1、I2、I3、…In均相等,将13个穿孔中的导流棒流过的电流都用于无磁芯传感器阵列的校正:
其中,角标n代表无磁芯传感阵列中传感器s的标号,m代表导流棒的标号,1指距离,α指导流棒中电流产生的磁场与传感器磁场之间的夹角,Δ为计算与实际的误差;
其中,μ0代表真空磁导率,μ0=4π×10^-7Wb/(A·m),I指电流;
通过最小二乘法对公式(1)进行不断叠加计算获取最优解,在最终,获取一最接近误差的值ΔαV和ΔlV,并通过公式进行反推出Bv,Bv为:
其中,下角标的V和v的含义是:;
其与磁场传感器感测磁场Bs的差值比为传感器误差,误差S为:
通过进行误差补偿校正无磁芯圆形传感器阵列的精度。
进一步地,在通过最小二乘法对公式(1)进行不断叠加计算的过程中通过添加限制条件以提高求解速度。
进一步地,所述限制条件包括角度误差限制和距离误差限制。
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