CN104076301A - 一种交直流混叠磁场的分离式监测电路 - Google Patents
一种交直流混叠磁场的分离式监测电路 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104076301A CN104076301A CN201410286242.1A CN201410286242A CN104076301A CN 104076301 A CN104076301 A CN 104076301A CN 201410286242 A CN201410286242 A CN 201410286242A CN 104076301 A CN104076301 A CN 104076301A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- magnetic field
- described resistance
- direct current
- resistance
- operational amplifier
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 title abstract description 7
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims abstract description 18
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 38
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 18
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 230000005355 Hall effect Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005674 electromagnetic induction Effects 0.000 description 1
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 230000001151 other effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
Abstract
本发明提供一种交直流混叠磁场的分离式监测电路,包括供电电源(4)、霍尔探头(1)、仪用放大器(2)和交直流信号分离模块(3);所述供电电源(4)、所述霍尔探头(1)、所述仪用放大器(2)、所述交直流信号分离模块(3)依次连接;本发明结构简单、成本低,可以对交直流混叠的磁场环境进行监测,同时得到直流磁场和交流磁场的分量值,从而完成对交直流混叠磁场的分离式监测。
Description
技术领域:
本发明涉及一种监测电路,具体讲涉及一种交直流混叠磁场的分离式监测电路。
背景技术:
现有的磁场测量仪同一时刻只能测量一种类型的磁场,即交流磁场或直流磁场。因此,测量前要用霍尔传感器或感应线圈将磁信号转换成电信号,再经过信号处理模块,最终形成对磁场量值如最大值、平均值、均方根值等的标定来确认被测磁场是直流还是交流性质的。
有些特殊场合,不知道被测的磁场是直流性质的还是交流性质的,有时甚至直流磁场与交流磁场混叠在一起。例如,在大功率整流器或开关电源内部,同时存在直流电流和交流电流。由于电流能够激发磁场,所以在它们周围必然同时存在直流磁场和交流磁场。
根据电磁感应现象,交流磁场能够产生感应电动势和感应电流,甚至产生对人体、设备以及电子通讯都会构成不利影响的电磁辐射,而直流磁场的存在,会导致变压器、电压互感器、电流互感器等靠铁芯工作的电工设备或测量仪器的铁芯发生偏磁,从而影响对电能的计量精度或对信号的正确传输。
由于交流磁场和直流磁场引起的其他效应和电磁危害不一样,需要一次能测出混叠磁场中的直流分量和交流分量,以便对其分别进行监测与分析,而不是对它们的合成磁场进行监测与分析。
发明内容:
为了克服现有技术中所存在的上述不足,本发明提供一种混叠磁场的交直流分离式监测电路。
本发明提供的技术方案是:一种交直流混叠磁场的分离式监测电路,包括供电电源(4)、霍尔探头(1)、仪用放大器(2)和交直流信号分离模块(3);所述供电电源(4)、所述霍尔探头(1)、所述仪用放大器(2)、所述交直流信号分离模块(3)依次连接。
优选的,所述霍尔探头根据磁场的强度产生相应的电压,并将电压信号传输给仪用放大器。
优选的,大器包括运算放大器A1、A2、A3、A4,滑动变阻器R、R1;电阻R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9;
所述运算放大器A1的同相输入端与所述霍尔探头的输出端连接,反相输入端分别与所述电阻R2的一端和所述滑动变阻器R1的一端连接,输出端分别与所述电阻R2的另一端和所述电阻R3的一端连接;
所述运算放大器A2的同相输入端与所述霍尔探头的另一输出端连接,反相输入端分别与所述滑动变阻器R1的另一端、所述滑动变阻器R1的调节端和所述电阻R5的一端连接,输出端分别与所述电阻R5的另一端和所述电阻R6的一端连接;
所述运算放大器A3的同相输入端分别与所述电阻R6的另一端和所述电阻R7的一端连接,反相输入端分别与所述电阻R3的另一端和所述电阻R4的一端连接,输出端与所述电阻R4的另一端连接;
所述运算放大器A4的同相输入端分别与所述电阻R8的一端和所述电阻R9的一端连接,反相输入端分别与所述电阻R7的另一端和所述运算放大器A4的输出端连接;
所述电阻R8的另一端接地,所述电阻R9的另一端与所述滑动变阻器R的调节端连接,所述滑动变阻器R的另外两端分别接+5V和-5V的恒流电源。
进一步,所述仪用放大器将接收到的微弱电压信号进行放大,然后将放大的信号传递给交直流信号分离模块。
进一步,所述交直流信号分离模块包括直流信号分离电路和交流信号分离电路;
所述直流信号分离电路包括电阻R11、R12、R13、R14,电容C1和C2,运算放大器A5;
所述运算放大器A5的同相输入端分别与所述电容C2的一端和所述电阻R12的一端连接,反相输入端分别与所述电阻R13的一端和所述电阻R14的一端连接,输出端分别与所述电阻R14的另一端和所述电容C1的一端连接;
所述电容C1的另一端分别与所述电阻R11的一端和所述电阻R12的另一端连接;所述电容C2的另一端和所述电阻R13的另一端均接地;所述电阻R11的另一端与运算放大器A3的输出端连接。
进一步,所述运算放大器A5的输出端与直流磁场检测单元连接,所述直流信号分离电路滤除混合信号中的交流电压信号部分得到直流电压信号,并将此直流电压信号传输给直流磁场检测单元,所述直流磁场检测单元将接收到的直流电压信号转化为对应的直流磁场分量。
进一步,所述交流信号分离电路包括电阻R21、R22、R23、R24、R25,电容C3、C4,运算放大器A6;
所述运算放大器A6的同相输入端分别与所述电阻R23的一端和所述电容C4的一端连接,反相输入端分别与所述电阻R24的一端和所述电阻R25的一端连接,输出端分别与所述电阻R25的另一端和所述电阻R22的一端连接;
所述电阻R22的另一端分别与所述电容C3的一端、所述电容C4的另一端和所述电阻R21的一端连接;所述电阻C3的另一端、所述电阻R23的另一端和所述电阻R24的另一端均接地;所述电阻R21的另一端与运算放大器A3的输出端连接。
进一步,所述运算放大器A6的输出端与交流磁场检测单元连接,所述交流信号分离电路滤除混合信号中的直流电压信号部分得到交流电压信号,并将此交流电压信号传输给交流磁场检测单元,所述交流磁场检测单元将接收到的交流电压信号转化为对应的交流磁场分量。
本发明具有如下有益效果:
本发明结构简单、成本低,用同一种探头实现了对交直流混叠磁场的分离式监测,通过霍尔传感器将交直流混叠磁场信号转变为交直流混叠的电压信号,再通过本发明设置的交直流信号分离模块和微处理器,将混叠的电压,按照与磁场成比例的规律,分解成直流电压和交流电压,从而完成对交直流混叠磁场的分离式监测。
附图说明
图1是本发明的整体结构原理图;
图2是仪用放大器的电路原理图;
图3是直流信号分离电路的原理图;
图4是交流信号分离电路的原理图;
其中1-霍尔探头,2-仪用放大器,3-交直流信号分离模块。
具体实施方式:
为了更好地理解本发明,下面结合说明书附图对本发明的内容做进一步的说明:
本发明所采用的技术方案如图1所示:
包括供电电源(4)、霍尔探头(1)、仪用放大器(2)、交直流信号分离模块(3);其中霍尔探头(1)与仪用放大器(2)的一端连接,仪用放大器(2)的另一端与交直流信号分离模块(3)连接,交直流信号分离模块(3)分别连接交流磁场检测单元和直流磁场检测单元;供电电源(4)为霍尔探头(1)、仪用放大器(2)、交直流信号分离模块(3)提供电源。
测量时,将霍尔探头(1)设置在需要对交直流混叠磁场进行监测的地方,根据霍尔效应,通上电的霍尔传感器会根据磁场的强度产生相应的电压,并将电压传输给仪用放大器(2)。
图1中的仪用放大器(2)的电路图如图2所示:仪用放大器(2)将接收到的微弱电压信号进行放大,得到放大后的电压信号并将此信号传输给交直流信号分离模块;
图1中的交直流分离模块(3)包括直流分离模块和交流分离模块;
其中直流分离模块的电路原理图如图3所示:直流信号分离电路滤除混合信号中的交流成分,得到直流信号,并将分离得到的直流信号分量送入微处理器,通过相应的数据处理得出相应的直流磁场分量值;
交流分离模块的电路原理图如图4所示:交流信号分离电路滤除混合信号中的直流成分,得到交流信号,并将分离得到的交流信号分量送入微处理器,通过相应的数据处理得出相应的交流磁场分量值;此外,本发明还设置有对得到的数据进行存储和通讯的装置。
以上仅为本发明的实施例而已,并不用于限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均在申请待批的本发明的权利要求范围之内。
Claims (8)
1.一种交直流混叠磁场的分离式监测电路,包括供电电源(4)、霍尔探头(1)、仪用放大器(2)和交直流信号分离模块(3);其特征在于:所述供电电源(4)、所述霍尔探头(1)、所述仪用放大器(2)、所述交直流信号分离模块(3)依次连接。
2.如权利要求1所述的一种交直流混叠磁场的分离式监测电路,其特征在于:
所述霍尔探头根据磁场的强度产生相应的电压,并将电压信号传输给仪用放大器。
3.如权利要求1所述的一种交直流混叠磁场的分离式监测电路,其特征在于:
所述仪用放大器包括运算放大器A1、A2、A3、A4,滑动变阻器R、R1;电阻R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9;
所述运算放大器A1的同相输入端与所述霍尔探头的输出端连接,反相输入端分别与所述电阻R2的一端和所述滑动变阻器R1的一端连接,输出端分别与所述电阻R2的另一端和所述电阻R3的一端连接;
所述运算放大器A2的同相输入端与所述霍尔探头的另一输出端连接,反相输入端分别与所述滑动变阻器R1的另一端、所述滑动变阻器R1的调节端和所述电阻R5的一端连接,输出端分别与所述电阻R5的另一端和所述电阻R6的一端连接;
所述运算放大器A3的同相输入端分别与所述电阻R6的另一端和所述电阻R7的一端连接,反相输入端分别与所述电阻R3的另一端和所述电阻R4的一端连接,输出端与所述电阻R4的另一端连接;
所述运算放大器A4的同相输入端分别与所述电阻R8的一端和所述电阻R9的一端连接,反相输入端分别与所述电阻R7的另一端和所述运算放大器A4的输出端连接;
所述电阻R8的另一端接地,所述电阻R9的另一端与所述滑动变阻器R的调节端连接,所述滑动变阻器R的另外两端分别接+5V和-5V的恒流电源。
4.如权利要求3所述的一种交直流混叠磁场的分离式监测电路,其特征在于:
所述仪用放大器将接收到的微弱电压信号进行放大,然后将放大的信号传递给交直流信号分离模块。
5.如权利要求4所述的一种交直流混叠磁场的分离式监测电路,其特征在于:
所述交直流信号分离模块包括直流信号分离电路和交流信号分离电路;
所述直流信号分离电路包括电阻R11、R12、R13、R14,电容C1和C2,运算放大器A5;
所述运算放大器A5的同相输入端分别与所述电容C2的一端和所述电阻R12的一端连接,反相输入端分别与所述电阻R13的一端和所述电阻R14的一端连接,输出端分别与所述电阻R14的另一端和所述电容C1的一端连接;
所述电容C1的另一端分别与所述电阻R11的一端和所述电阻R12的另一端连接;所述电容C2的另一端和所述电阻R13的另一端均接地;所述电阻R11的另一端与运算放大器A3的输出端连接。
6.如权利要求5所述的一种交直流混叠磁场的分离式监测电路,其特征在于:
所述运算放大器A5的输出端与直流磁场检测单元连接,所述直流信号分离电路滤除混合信号中的交流电压信号部分得到直流电压信号,并将此直流电压信号传输给直流磁场检测单元,所述直流磁场检测单元将接收到的直流电压信号转化为对应的直流磁场分量。
7.如权利要求5所述的一种交直流混叠磁场的分离式监测电路,其特征在于:
所述交流信号分离电路包括电阻R21、R22、R23、R24、R25,电容C3、C4,运算放大器A6;
所述运算放大器A6的同相输入端分别与所述电阻R23的一端和所述电容C4的一端连接,反相输入端分别与所述电阻R24的一端和所述电阻R25的一端连接,输出端分别与所述电阻R25的另一端和所述电阻R22的一端连接;
所述电阻R22的另一端分别与所述电容C3的一端、所述电容C4的另一端和所述电阻R21的一端连接;所述电阻C3的另一端、所述电阻R23的另一端和所述电阻R24的另一端均接地;所述电阻R21的另一端与运算放大器A3的输出端连接。
8.如权利要求7所述的一种交直流混叠磁场的分离式监测电路,其特征在于:
所述运算放大器A6的输出端与交流磁场检测单元连接,所述交流信号分离电路滤除混合信号中的直流电压信号部分得到交流电压信号,并将此交流电压信号传输给交流磁场检测单元,所述交流磁场检测单元将接收到的交流电压信号转化为对应的交流磁场分量。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201410286242.1A CN104076301B (zh) | 2014-06-24 | 2014-06-24 | 一种交直流混叠磁场的分离式监测电路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201410286242.1A CN104076301B (zh) | 2014-06-24 | 2014-06-24 | 一种交直流混叠磁场的分离式监测电路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN104076301A true CN104076301A (zh) | 2014-10-01 |
CN104076301B CN104076301B (zh) | 2017-02-01 |
Family
ID=51597691
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201410286242.1A Active CN104076301B (zh) | 2014-06-24 | 2014-06-24 | 一种交直流混叠磁场的分离式监测电路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN104076301B (zh) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106684934A (zh) * | 2017-02-06 | 2017-05-17 | 广东工业大学 | 一种交直流混合输配电系统 |
CN108957368A (zh) * | 2018-03-27 | 2018-12-07 | 中国电力科学研究院有限公司 | 一种测量硅钢材料直流偏磁状态下磁特性的系统和方法 |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6674281B2 (en) * | 2002-03-18 | 2004-01-06 | Precision Instrument Development Center National Science Council | Method for measuring magnetic field based on electro-optic probing technique and measuring electric field based on magnetic probing technique |
CN101221223B (zh) * | 2007-12-27 | 2011-03-16 | 武汉理工大学 | 一种燃料电池堆单片电池内阻与电压在线测试系统 |
CN201233438Y (zh) * | 2008-07-29 | 2009-05-06 | 比亚迪股份有限公司 | 一种霍尔传感器 |
CN101382577B (zh) * | 2008-10-24 | 2010-12-01 | 华北电力大学 | 配电网单相接地故障定位装置 |
EP2682762A1 (en) * | 2012-07-06 | 2014-01-08 | Senis AG | Current transducer for measuring an electrical current, magnetic transducer and current leakage detection system and method |
CN102866283B (zh) * | 2012-09-12 | 2015-05-20 | 北京东方计量测试研究所 | 一种叠加大直流偏置的交流电流的测量装置 |
CN103076155B (zh) * | 2012-12-31 | 2015-07-01 | 北京航空航天大学 | 一种基于双光路的光纤Verdet常数测量系统 |
CN103558567A (zh) * | 2013-10-23 | 2014-02-05 | 国家电网公司 | 磁场强度检测方法和装置 |
-
2014
- 2014-06-24 CN CN201410286242.1A patent/CN104076301B/zh active Active
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106684934A (zh) * | 2017-02-06 | 2017-05-17 | 广东工业大学 | 一种交直流混合输配电系统 |
CN106684934B (zh) * | 2017-02-06 | 2019-07-02 | 广东工业大学 | 一种交直流混合输配电系统 |
CN108957368A (zh) * | 2018-03-27 | 2018-12-07 | 中国电力科学研究院有限公司 | 一种测量硅钢材料直流偏磁状态下磁特性的系统和方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN104076301B (zh) | 2017-02-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103245824B (zh) | 非接触式D-dot电压互感器及其电压检测自校正方法 | |
CN104749537A (zh) | 一种电流互感器磁滞回线测量方法 | |
CN103063895B (zh) | 钳形抗干扰电流互感器及变压器铁芯接地电流测试系统 | |
CN102253270A (zh) | 电子交流毫微伏测量仪 | |
CN202995013U (zh) | 一种三维中频强磁场测量探头 | |
CN104076301A (zh) | 一种交直流混叠磁场的分离式监测电路 | |
CN203941256U (zh) | 新型电缆识别仪 | |
CN101515001B (zh) | 电场感应式高电压智能电压测量仪表 | |
CN110823316B (zh) | 具有屏蔽干扰功能的电容信号检测电路 | |
CN201837694U (zh) | 电能计量装置接线测试仪 | |
CN103151655A (zh) | 一种带有电力参数监测功能的插排 | |
CN105301335B (zh) | 一种用于电压采样及信号调理的电路 | |
CN210181121U (zh) | 基于磁通门传感器芯片的隔离型电流传感器 | |
CN204177906U (zh) | 极性测试仪 | |
CN203337719U (zh) | 一种电子围栏测试电路 | |
CN105629138A (zh) | 一种多功能悬式瓷质绝缘子在线检测仪 | |
CN206248818U (zh) | 一种直流电压互感器频率响应检测装置 | |
CN203422465U (zh) | 一种便携式电流互感器电压及电流检测装置 | |
CN217060340U (zh) | 三相交流电的相位和频率检测装置 | |
CN104297549A (zh) | 一种柔性钳形电流测试仪 | |
CN210626556U (zh) | 一种宽范围的高精度ct变比测量仪 | |
CN210243738U (zh) | 一种三芯电缆电流检测装置 | |
CN102621407A (zh) | 一种停电状态测算互感器变比的方法 | |
CN101750570A (zh) | 基于消除阻抗及电弧影响的变压器套管ct极性测试装置 | |
CN203490333U (zh) | 电容器局部放电耦合消噪电路 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant |