CN108008177B - 多轴磁阻电流测量方法、装置、设备和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多轴磁阻电流测量方法、装置、设备和系统，其中，多轴磁阻电流测量方法，包括以下步骤：获取多轴磁阻传感器在预设三维坐标系中的各位置坐标；分别获取待测量载流导线在各位置坐标处的磁场矢量；根据各位置坐标和各磁场矢量，通过磁电转换得到待测量载流导线的电流值。本发明仅需各位置坐标，和各位置坐标处的磁场矢量，就可得到待测量载流导线的电流值，简化了测量待测量载流导线的电流值的过程；无需耗费其他的金属资源来测量电流，进而减少了测量待测量载流导线电流的制备成本。

Description

多轴磁阻电流测量方法、装置、设备和系统

技术领域

本发明涉及电力测量技术领域，特别是涉及一种多轴磁阻电流测量方法、装置、设备和系统。

背景技术

在电力系统中，为了保证电力的安全运行，通常需要对电力系统参数进行监测，例如监测电力系统中的电流信号。而在电力系统的不同应用场景中，监测电流的幅值、频率、灵敏度、精度要求等存在巨大差异。如监测的电流幅值可以是毫安级的泄漏电流，也可以是千安级的短路电流、雷电流。此外，电力系统存在复杂的强电磁环境，容易对监测系统造成严重影响。

传统的电流测量主要采用电流互感器对电力系统中的配电线进行电流测量。在实现过程中，发明人发现传统技术中至少存在如下问题：通常在电力系统中测量电流信号的场景比较复杂，传统的电流测量主要通过耗费大量的金属资源来实现电流测量，进而导致大规模使用不够经济，制备成本较高。

发明内容

基于此，有必要针对传统的电流测量方案中制备成本较高的问题，提供一种多轴磁阻电流测量方法、装置、设备和系统。

为了实现上述目的，一方面，本发明实施例提供了一种多轴磁阻电流测量方法；包括以下步骤：

获取多轴磁阻传感器在预设三维坐标系中的各位置坐标；

分别获取待测量载流导线在各位置坐标处的磁场矢量；

根据各位置坐标和各磁场矢量，通过磁电转换得到待测量载流导线的电流值。

在其中一个实施例中，根据各位置坐标和各磁场矢量，通过磁电转换得到待测量载流导线的电流值的步骤包括：

对各位置坐标进行点线变换，得到各位置坐标至待测量载流导线的垂直距离；

根据对应位置坐标处的垂直距离、磁场矢量，通过磁电转换得到待测量载流导线的电流。

在其中一个实施例中，获取多轴磁阻传感器在预设三维坐标系中的各位置坐标的步骤包括：

获取多轴磁阻传感器在预设三维坐标系中的第一位置坐标和第二位置坐标；其中，第一位置坐标与待测量载流导线构成的第一平面与第二位置坐标与待测量载流导线构成的第二平面相交。

另一方面，本发明实施例还提供了一种多轴磁阻电流测量装置，包括：

传感位置获取单元，用于获取多轴磁阻传感器在预设三维坐标系中的各位置坐标；

磁场矢量获取单元，用于分别获取待测量载流导线在各位置坐标处的磁场矢量；

电流获取单元，用于根据各位置坐标和各磁场矢量，通过磁电转换得到待测量载流导线的电流值。

另一方面，本发明实施例还提供了一种多轴磁阻电流测量设备，包括主控模块和多轴磁阻传感器；

主控模块通过IO总线连接多轴磁阻传感器；

主控模块用于执行上述任意一项的多轴磁阻电流测量方法。

在其中一个实施例中，多轴磁阻传感器包括第一磁阻传感芯片和第二磁阻传感芯片；

第一磁阻传感芯片通过IO总线连接主控模块；

第二磁阻传感芯片通过IO总线连接主控模块。

在其中一个实施例中，第一磁阻传感芯片包括3个一维磁阻传感单元；

第二磁阻传感芯片包括3个一维磁阻传感单元。

在其中一个实施例中，还包括存储器，供电电源；

存储器通过IO总线连接主控模块、多轴磁阻传感器；

供电电源通过供电接口连接主控模块。

另一方面，本发明实施例还提供了一种多轴磁阻电流测量系统，包括监控平台以及上述任意一项的多轴磁阻电流测量设备；

监控平台与多轴磁阻电流测量设备的主控模块通信连接。

另一方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述任意一种多轴磁阻电流测量方法。

上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点和有益效果：

本发明多轴磁阻电流测量方法、装置、设备和系统，通过获取多轴磁阻传感器在预设三维坐标系中的各位置坐标，以及待测量载流导线在各位置坐标处的磁场矢量；根据各位置坐标和各磁场矢量，通过磁电转换可得到待测量载流导线的电流值。本发明实施例可根据获取多轴磁阻传感器的各位置坐标，以及各位置坐标处的磁场矢量，通过磁电转换得到待测量载流导线的电流大小，能够简化测量待测量载流导线的电流值的过程；仅需各位置坐标，和各位置坐标处的磁场矢量，就可得到待测量载流导线的电流值，无需耗费其他的金属资源来测量电流，进而减少了测量待测量载流导线电流的制备成本。

附图说明

图1为本发明多轴磁阻电流测量方法实施例1的流程示意图；

图2为本发明多轴磁阻电流测量方法实施例的具体流程示意图；

图3为本发明多轴磁阻电流测量方法实施例的具体工作流程示意图；

图4为本发明多轴磁阻电流测量装置实施例1的结构示意图；

图5为本发明多轴磁阻电流测量设备实施例1的结构示意图；

图6为本发明多轴磁阻电流测量设备实施例的第一具体结构示意图；

图7为本发明多轴磁阻电流测量设备实施例的第二具体结构示意图；

图8为本发明多轴磁阻电流测量设备实施例的第三具体结构示意图；

图9为本发明多轴磁阻电流测量设备实施例的磁阻传感芯片部署示意图；

图10为本发明多轴磁阻电流测量系统实施例1的结构示意图；

图11为本发明多轴磁阻电流测量系统实施例的具体结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的首选实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件并与之结合为一体，或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“接口”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明多轴磁阻电流测量方法、装置、设备和系统一应用场景说明：

在电网运行中，通常需要测量电网中的电流、电压等参数，通过监测电网中的电流、电压等参数来实时分析电力运行状态。随着电网的发展，电力系统的环境越来越复杂，而且输电线路、配电线路及母线上的安装空间极为有限。传统的电流测量方法通常采用霍尔式或电子式的电流互感器对电力系统中的载流导线进行电流测量，但传统的霍尔式或电子式电流测量都需要构成环状才能测量，体积也相对较大，通常需要单独供电，在位置受限的场景下难以安装测量，需要耗费大量金属资源，大规模使用不够经济，制备成本较高。

而本发明实施例中通过多轴磁阻电流测量，可以在测量位置不确定的情况下便捷的对待测量载流导线进行电流测量，不需部署其他的辅助设备就可快速的测量，减少了电流测量的制备成本。

为了解决传统的电流测量方案中制备成本较高的问题，本发明提高了一种多轴磁阻电流测量方法实施例1；图1为本发明多轴磁阻电流测量方法实施例1的流程示意图；如图1所示，可包括以下步骤：

步骤S110，获取多轴磁阻传感器在预设三维坐标系中的各位置坐标。

其中，多轴磁阻传感器指的是根据磁性材料的磁阻效应制成的，具有多维场强感知能力的传感器。多轴磁阻传感器可感知的场强矢量与实际场强方向和大小一致。优选的，多轴磁阻传感器可包括多个磁阻传感芯片，各个磁阻传感芯片可感知三维的场强矢量。预设三维坐标系可根据多轴磁阻传感器贴在待测量载流导线时，任意建立的坐标系。位置坐标可以是在预设三维坐标系中，多轴磁阻传感器的磁阻传感芯片的坐标。

需要说明的是，待测量载流导线周围的磁场干扰相对载流导线的一定范围内的磁场矢量可以忽略不计。在实际电流测量中，可选择不同形状的多轴磁阻传感器来测量不同规格形状的待测量载流导线。优选的，待测量导线为导线形状可近似为圆柱状。

具体而言，根据预设的三维坐标，可获取多轴磁阻传感器中各个磁阻传感芯片的位置坐标。

在一个具体的示例中，多轴磁阻传感器可包括2个磁阻传感芯片，根据预设的三维坐标，可分别获取2个磁阻传感芯片的位置坐标。

步骤S120，分别获取待测量载流导线在各位置坐标处的磁场矢量。

具体而言，根据多轴磁阻传感器的各个传感芯片的位置坐标，通过各个磁阻传感芯片分别获取待测量载流导线在各位置坐标处的磁场矢量。

优选的，通过多轴磁阻传感器的磁阻传感芯片获取的磁场矢量可以是三维磁场矢量矢量。

步骤S130，根据各位置坐标和各磁场矢量，通过磁电转换得到待测量载流导线的电流值。

具体而言，对获取到的各位置坐标和各磁场矢量进行磁电转换处理，可得到待测量载流导线的电流值，简化了电流测量的步骤。

在一个具体的示例中，可以根据预设的频率，周期性的获取各位置坐标和各磁场矢量，从而可以实时动态的获取到待测量载流导线的电流值。

上述多轴磁阻电流测量方法各实施例，通过对获取到的多轴磁阻电流传感器的各位置坐标和个位置坐标处的磁场矢量进行磁电转换处理，就可得到待测量载流导线的电流值，简化了测量待测量载流导线的电流值的过程，而且可以在测量位置不确定的情况下便捷的对待测量载流导线进行电流测量，无需耗费其他的金属资源来测量电流，进而减少了测量待测量载流导线电流的制备成本。

在一个具体的实施例中，步骤S130还包括以下步骤：

对各位置坐标进行点线变换，得到各位置坐标至待测量载流导线的垂直距离；

根据对应位置坐标处的垂直距离、磁场矢量，通过磁电转换得到待测量载流导线的电流值。

具体而言，垂直距离指的是位置坐标点到待测量载流导线的最小距离值，可通过对获取到的各位置坐标进行点线变换处理，得到该垂直距离；通过对同一位置坐标处的垂直距离和磁场矢量进行磁电转换处理，可得到待测量载流导线的电流值。垂直距离可根据位置坐标点实时处理得到，进而可在磁阻传感芯片相对待测量载流导线位置未知的情况下，测得待测量载流导线的电流大小。从而提高了测量电流的效率。

在一个具体的实施例中，如图2所示，为多轴磁阻电流测量方法实施例的具体流程示意图，可以包括以下步骤：

步骤S210，获取多轴磁阻传感器在预设三维坐标系中的各位置坐标。

步骤S220，分别获取待测量载流导线在各位置坐标处的磁场矢量。

步骤S230，对各位置坐标进行点线变换，得到各位置坐标至待测量载流导线的垂直距离。

步骤S240，根据对应位置坐标处的垂直距离、磁场矢量，通过磁电转换得到待测量载流导线的电流值。

具体而言，在多轴磁阻传感器设于待测量载流导线时，根据预设三维坐标系，获取多轴磁阻传感器的各个磁阻传感芯片的位置坐标，并通过各个磁阻传感芯片分别获取磁场矢量；通过对对应位置坐标进行点线变换，得到的垂直距离与对应位置坐标处的磁场矢量进行磁电转换处理，从而得到待测量载流导线的电流值，简化了测量待测量载流导线的电流值的过程，以及提高了电流测量的效率，而且对待测量载流导线进行电流测量时安装部署便捷，减少了电流测量的制备成本。

在一个具体实施例中，获取多轴磁阻传感器在预设三维坐标系中的各位置坐标的步骤中包括：

获取多轴磁阻传感器在预设三维坐标系中的第一位置坐标和第二位置坐标；其中，第一位置坐标与待测量载流导线组成的第一平面与第二位置坐标与待测量载流导线组成的第二平面相交。

具体的，多轴磁阻传感器可包括第一磁阻传感芯片和第二磁阻传感芯片，在预设三维坐标系中，获取第一磁阻传感芯片的第一位置坐标，和第二磁阻传感芯片的第二位置坐标。

其中，第一磁阻传感芯片、第二磁阻传感芯片可根据不同大小的待测量载流导线预先设于多轴磁阻传感器的壳体内，将多轴磁阻传感器部署在待测量载流导线进行电流测量时，第一位置坐标与待测量载流导线组成的第一平面，相交于第二位置坐标与待测量载流导线组成的第二平面，即第一位置坐标、第二位置坐标和载流长直导线不会在同一平面上。

优选的，预设三维坐标系可以是以第一磁阻传感芯片或第二磁阻传感芯片为坐标原点的坐标系。

在一个具体的实施例中，如图3所示，为本发明多轴磁阻电流测量方法实施例的具体工作流程示意图；本发明多轴磁阻电流测量方法实施例的具体工作流程如下：

多轴磁阻传感器包括芯片1(第一磁阻传感芯片)和芯片2(第二磁阻传感芯片)，其中芯片1对应点P位置，芯片2对应点Q位置，感知的磁场矢量矢量分别为

和

s、t、h分别为x，y，z三个方向上的磁场矢量，在以O点为中心的空间坐标系中，P和Q点的坐标分别为(x₁,y₁,z₁)和(x₂,y₂,z₂)，P和Q同在O点为中心的圆环上，即

若假设已知载流为I的长直导线如图3所示，那么该导线在P和Q点的磁场强值就可以直接测量得到。记P点和Q点到载流长直导线l的距离分别为d₁和d₂。依据毕奥—萨伐尔定律，可以推导出P点和Q点的磁场矢量分别为：

其中，μ₀为真空磁导率，其值为4π×10^-7Tm/A。

从图3中可以看出，P点和Q点的磁场法平面相交且与载流长直导线l相重合。因此，载流长直导线l的相对于P点和Q点的空间位置及距离可以通过P点和Q点的磁场矢量求得各自法平面方程，联立可以求出载流长直导线l的方程，通过点线的距离公式可以容易求得d₁和d₂，进而可以由上述P点和Q点的磁场矢量的公式求得电流值I，即：

其中，距离d₁(需要说明的是，d₂的推导过程也类似，在此不再重复描述)详细推导过程为：

已知:

P点坐标为(x₁,y₁,z₁)，Q点坐标为(x₂,y₂,z₂)，根据平面和法向量的关系，可以直接得出过P点(Q点)向量

(向量

)的法平面(点法式方程)为：

P点的法平面方程：s₁(x-x₁)+t₁(y-y₁)+h₁(z-z₁)＝0

Q点的法平面方程：s₂(x-x₂)+t₂(y-y₂)+h₂(z-z₂)＝0

由前面分析知，联立上述P点的法平面方程和Q点的法平面方程即可得出直线l的方程，即

P点到直线l上任意一点(x,y,z)的距离可以表示为

由于d₁为P点到直线l的最短距离，即

由直线l的方程式可以消去变量z后用x表示y，即

y＝f(x)

因此可得d₁的距离公式

d₁＝mind_P＝minF(x)

对上述d₁的距离公式x求导后，令F'(x)＝0，可以求出x，代入上式d₁的距离公式可求得d₁，代入上述求电流值I的公式可以求得电流I。

在一个具体的示例中，根据求载流长直导线电流值的公式：

其中，B_P为磁场绝对值。

在P点位置感知的磁场矢量矢量的s₁，h₁不为0时，则距离d₁为

其中，

其中，

本发明多轴磁阻电流测量装置实施例1：

基于以上方法的技术构思，同时为了解决传统的电流测量方案中制备成本较高的问题，本发明还提供了一种多轴磁阻电流测量装置实施例1；图4为本发明多轴磁阻电流测量装置实施例1的结构示意图；如图4所示，该装置可以包括：

传感位置获取单元410，用于获取多轴磁阻传感器在预设三维坐标系中的各位置坐标。

磁场矢量获取单元420，用于分别获取待测量载流导线在各位置坐标处的磁场矢量。

电流获取单元430，用于根据各位置坐标和各磁场矢量，通过磁电转换得到待测量载流导线的电流值。

需要说明的是，上述多轴磁阻电流测量装置实施例的各单元模块，能够对应实现上述多轴磁阻电流测量方法各实施例中对应的流程步骤，以及在对应的多轴磁阻电流测量方法各实施例中对各个名词的解释也适用于多轴磁阻电流测量装置实施例，此处不再重复赘述。

上述多轴磁阻电流测量装置，包括传感位置获取单元，磁场矢量获取单元和电流获取单元；通过传感位置获取单元获取多轴磁阻传感器在预设三维坐标系中的各位置坐标；通过磁场矢量获取单元获取各位置坐标处的磁场矢量；通过电流获取单元对各位置坐标和各磁场矢量进行磁电转换处理，从而得到待测量载流导线的电流值。对待测量载流导线进行电流测量时，通过便捷的安装部署，减少了电流测量的制备成本。

本发明多轴磁阻电流测量设备实施例1：

图5为本发明多轴磁阻电流测量设备实施例1的结构示意图；如图5所示，多轴磁阻电流测量设备可以包括主控模块和多轴磁阻传感器；

主控模块通过IO(In/Out：输入输出)总线连接多轴磁阻传感器；主控模块用于执行上述任意一项的多轴磁阻电流测量方法。

其中，主控模块可以是负责与多轴磁阻传感器通信，和对多轴磁阻传感器的传感信号进行数据处理。可选的，主控模块的处理芯片可以是单片机，DSP(Digital SignalProcessing：数字信号处理)，FPGA(Field－Programmable Gate Array：现场可编程门阵列)等。IO总线指的是具有多个IO接口的总线。优选的，各个IO接口具有通用功能。

在一个具体的示例中，主控可包括通信模块，该通信模块可以与手机、计算机等上位机进行通信。

具体而言，通过主控模块获取多轴磁阻传感器的各磁阻传感芯片的位置坐标；通过多轴磁阻传感器获取各位置坐标处的磁场矢量，并将获取的磁场矢量通过IO总线传输给主控模块；主控模块获取的各位置坐标和接收到的各磁场矢量进行磁电转换，得到待测量载流导线的电流值。

上述多轴磁阻电流测量设备各实施例只需要根据主控模块和多轴磁阻传感器就可以测量得到待测量载流导线的电流值，可以便捷的安装部署(如粘贴式部署)多轴磁阻传感器对待测量载流导线进行电流测量，不需要增加其他的辅助硬件设备，减少了电流测量成本，以及提高了对待测量载流导线电流测量的效率。

在一个具体的实施例中，如图6所示，为本发明多轴磁阻电流测量设备实施例的第一具体结构示意图；多轴磁阻传感器可包括第一磁阻传感芯片和第二磁阻传感芯片；

第一磁阻传感芯片通过IO总线连接主控模块；

第二磁阻传感芯片通过IO总线连接主控模块。

具体的，主控模块可分别获取第一磁阻传感芯片和第二磁阻传感芯片的位置坐标；第一磁阻传感芯片可获取在第一磁阻传感芯片位置坐标点的磁场矢量，并通过IO总线将获取到的磁场矢量数据传输给主控模块；第二磁阻传感芯片可获取在第而磁阻传感芯片位置坐标点的磁场矢量，并通过IO总线将获取到的磁场矢量数据传输给主控模块。从而可通过主控模块根据位置坐标和磁场矢量快速的计算得到待测量载流导线的电流大小

在一个具体的实施例中，第一磁阻传感芯片包括3个一维磁阻传感单元；

第二磁阻传感芯片包括3个一维磁阻传感单元。

其中，3个一维磁阻传感单元分别布置在三个相互垂直的方向上。磁阻传感芯片(第一磁阻传感芯片和第二磁阻传感芯片)是基于磁电阻效应，即在外磁场的作用下传感器电阻会发生巨大的变化。当磁场为零时，材料的电阻最大；在磁场正向或者负向增大时，材料的电阻均减小。

具体的，3个一维磁阻传感单元可同时测量三个正交轴向的磁场矢量，从而可得到磁阻传感芯的三个正交方向的磁场矢量(即三维磁场矢量矢量)。从而只需两颗三轴的磁阻传感芯，就可在传感芯片相对导线位置未知的情况下，测得载流导线的电流大小，避免位置不确定性对测量结果的影响，而且也不需要应用现场校准，提高了电流测量效率，同时也节省了成本。

在一个具体的实施例中，如图7所示，为本发明多轴磁阻电流测量设备实施例的第二具体结构示意图；多轴磁阻电流测量设备还包括存储器，供电电源；

存储器通过IO总线连接主控模块、多轴磁阻传感器；

供电电源通过供电接口连接主控模块。

其中，存储器可用于缓存位置坐标和磁场矢量等数据；供电电源可以是有线供电，也可以是无线充电，优选的，供电电源可采用太阳能储能供电。

具体的，多轴磁阻传感器通过IO总线将获得到的磁场矢量数据传输给存储器，主控模块也可以通过IO总线将位置坐标数据已经之间处理数据传输给存储器。

在一个具体的实施例中，如图8所示，为本发明多轴磁阻电流测量设备实施例的第三具体结构示意图；多轴磁阻电流测量设备可包括主控模块、通信模块、储能模块、存储器、以及电流传感模块；

主控模块通过通信接口连接通信模块，通过供电接口连接储能模块，通过通用I/O接口连接电流传感模块、存储器；存储器通过通用I/O接口连接电流传感模块。

具体的，主控模块可用于控制各模块通信、调度、装置数据存储和测量到的数据预处理等等；并根据测量数据进行模式识别，判断是否出现故障，如果出现故障则立即发送告警报文通知主站监测端，并按最高精度存储记录预设时间内的详细数据，优选的预设时间为5分钟。电流传感单元由传感单元计算模块根据2颗芯片测量结果经过AD(Analog-to-Digital Convert：模数)转换后，按照上述多轴磁阻电流测量方法可直接计算得出。通信模块可采用超低功耗的无线通信技术，与数据汇集节点通信，将测量结果实时上传至监控中心。供电模块通过太阳能电池板或无线充电等方式收集能量，输出经过稳压处理后供系统使用，并将多余电量转供给储能单元，储能部分通过电池存储电能，在太阳能模块无输出或者供电不足时向系统供电。

在一个具体的实施例中，如图9所示，为本发明多轴磁阻电流测量设备实施例的磁阻传感芯片部署示意图；多轴磁阻传感器包括2个三轴的磁阻传感芯片，2个三轴的磁阻传感芯片可按布置在圆环状的结构上(如图9所示)或者平面结构或者任意形状的结构上(以实际产品结构和位置部署为准，2个三轴的磁阻传感芯片的相对坐标位置出厂前通过校准确定)。预设O点为原点的空间坐标系中，若已知巨磁阻芯片1(第一磁阻传感芯片)和巨磁阻芯片2(第二磁阻传感芯片)的安装位置，且只需要保证巨磁阻芯片1和巨磁阻芯片2在装置结构上的部署满足传感芯片分布在z轴的切面方向或实际安装到导体上时，巨磁阻芯片1、巨磁阻芯片2和载流长直导线不会在同一平面上(即能保证分别过P点和Q点磁场矢量的两个法平面会相交/不会重合)。

在实现电流测量时，可通过部署有三轴磁阻传感芯片的多轴磁阻电流设备粘贴在待测量载流导线上，就可方便的测量到待测量载流导线的电流大小，从而节省了电流测量的成本，提高了电流测量的便捷性。

本发明多轴磁阻电流测量系统实施例1：

图10为本发明多轴磁阻电流测量系统实施例1的结构示意图，如图10所示，多轴磁阻电流测量系统可以包括监控平台以及上述任意一项的多轴磁阻电流测量设备；

监控平台与多轴磁阻电流测量设备的主控模块通信连接。

具体的，监控平台可以是手机，计算机等显示终端，也可以是有多个计算机组成的监控系统。主控模块可以将处理得到的待测量载流导线的电流数据，以及存储器的缓存数据传输给监控平台，通过监控平台可实时监控待测量载流导线的电流变化状态，从而提高了电流测量的自动化程度。

在一个具体的实施例中，如图11所示，为本发明多轴磁阻电流测量系统实施例的具体结构示意图；监控平台可与多轴磁阻电流测量设备中的通信模块进行通信；多轴磁阻电流测量设备可以通过上述各实施例的多轴磁阻电流传感方法处理得到待测量载流导线的电流值；可通过通信模块将处理得到的待测量载流导线的电流值传输给监控平台，通过监控平台实时监测待测量载流导线的电流值状态。

上述多轴磁阻电流测量系统各实施例，通过多轴磁阻电流测量设备对获取到的多轴磁阻电流传感器的各位置坐标和个位置坐标处的磁场矢量进行磁电转换处理，就可得到待测量载流导线的电流值，简化了测量待测量载流导线的电流值的过程，而且可以在测量位置不确定的情况下便捷的对待测量载流导线进行电流测量，不需要耗费其他的金属资源来测量电流，进而减少了测量待测量载流导线电流的制备成本。通过监控平台将多轴磁阻电流测量设备传输的待测量载流导线的电流数据进行监测，从而提高了电流测量的便捷性和智能化。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。此外，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一非易失性的计算机可读取存储介质中，如本发明实施例中，该程序可存储于计算机系统的存储介质中，并被该计算机系统中的至少一个处理器执行，以实现包括如上述各多轴磁阻电流测量方法的实施例的流程。

在一个实施例中，还提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，其中，该程序被处理器执行时实现如上述各实施例中的任意一种多轴磁阻电流测量方法。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random AccessMemory，RAM)等。

该计算机存储介质，其存储的计算机程序，通过实现包括如上述各多轴磁阻电流测量方法的实施例的流程，从而可以提高对待测量载流导线电流测量的效率。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种多轴磁阻电流测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取多轴磁阻传感器在预设三维坐标系中的各位置坐标；

分别获取待测量载流导线在各所述位置坐标处的磁场矢量；

根据各所述位置坐标和各所述磁场矢量，通过磁电转换得到所述待测量载流导线的电流值；

其中，所述的获取多轴磁阻传感器在预设三维坐标系中的各位置坐标的步骤包括：

获取所述多轴磁阻传感器在所述预设三维坐标系中的第一位置坐标和第二位置坐标；其中，所述第一位置坐标与所述待测量载流导线构成的第一平面与所述第二位置坐标与所述待测量载流导线构成的第二平面相交；

所述根据所述各位置坐标和各所述磁场矢量，通过磁电转换得到所述待测量载流导线的电流值的步骤包括：

对各所述位置坐标进行点线变换，得到各所述位置坐标至所述待测量载流导线的垂直距离；其中，对各所述位置坐标进行点线变换，得到各所述位置坐标至所述待测量载流导线的垂直距离的步骤中，基于以下公式得到所述垂直距离：

坐标(x₂,y₂,z₂)的磁场矢量为

当s₁，h₁不为0时：

当s₁为0，h₁不为0时：

当s₁不为0，h₁为0时：

根据对应所述位置坐标处的所述垂直距离、所述磁场矢量，通过磁电转换得到所述待测量载流导线的电流；其中，基于以下公式得到所述待测量载流导线的电流：

其中，μ₀为真空磁导率。

2.一种多轴磁阻电流测量装置，其特征在于，包括：

传感位置获取单元，用于获取多轴磁阻传感器在预设三维坐标系中的各位置坐标；

磁场矢量获取单元，用于分别获取待测量载流导线在各所述位置坐标处的磁场矢量；

电流获取单元，用于根据各所述位置坐标和各所述磁场矢量，通过磁电转换得到所述待测量载流导线的电流值；

所述传感位置获取单元，包括：

位置坐标获取单元，用于获取所述多轴磁阻传感器在所述预设三维坐标系中的第一位置坐标和第二位置坐标；其中，所述第一位置坐标与所述待测量载流导线构成的第一平面与所述第二位置坐标与所述待测量载流导线构成的第二平面相交；

所述电流获取单元，包括：

位置得到单元，用于对各所述位置坐标进行点线变换，得到各所述位置坐标至所述待测量载流导线的垂直距离；其中，对各所述位置坐标进行点线变换，得到各所述位置坐标至所述待测量载流导线的垂直距离的步骤中，基于以下公式得到所述垂直距离：

坐标(x₂,y₂,z₂)的磁场矢量为

当s₁，h₁不为0时：

当s₁为0，h₁不为0时：

当s₁不为0，h₁为0时：

电流得到单元，用于根据对应所述位置坐标处的所述垂直距离、所述磁场矢量，通过磁电转换得到所述待测量载流导线的电流；其中，基于以下公式得到所述待测量载流导线的电流：

其中，μ₀为真空磁导率。

3.一种多轴磁阻电流测量设备，其特征在于，包括主控模块和多轴磁阻传感器；

所述主控模块通过IO总线连接所述多轴磁阻传感器；

所述主控模块用于执行权利要求1中所述的多轴磁阻电流测量方法。

4.根据权利要求3所述的多轴磁阻电流测量设备，其特征在于，所述多轴磁阻传感器包括第一磁阻传感芯片和第二磁阻传感芯片；

所述第一磁阻传感芯片通过所述IO总线连接所述主控模块；

所述第二磁阻传感芯片通过所述IO总线连接所述主控模块。

5.根据权利要求4所述的多轴磁阻电流测量设备，其特征在于，所述第一磁阻传感芯片包括3个一维磁阻传感单元；

所述第二磁阻传感芯片包括3个一维磁阻传感单元。

6.根据权利要求3所述的多轴磁阻电流测量设备，其特征在于，还包括通信模块；所述通信模块通过通信接口与所述主控模块连接。

7.根据权利要求3至6任意一项所述的多轴磁阻电流测量设备，其特征在于，还包括存储器，供电电源；

所述存储器通过所述IO总线连接所述主控模块、所述多轴磁阻传感器；

所述供电电源通过供电接口连接所述主控模块。

8.根据权利要求3至6任意一项所述的多轴磁阻电流测量设备，其特征在于，所述主控模块为单片机、DSP或FPGA。

9.一种多轴磁阻电流测量系统，其特征在于，包括监控平台以及上述权利要求3至8任意一项所述的多轴磁阻电流测量设备；

所述监控平台与所述多轴磁阻电流测量设备的主控模块通信连接。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1所述的多轴磁阻电流测量方法。

Images