CN1304491A - 宽通频带电流检测器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一检测器,其包括:一与一初级导线(2)耦合的磁回路(1);一与该磁回路(1)耦合的次级绕组(8);一衰减电阻(R);一设置在该磁回路的空气间隙(3)中的磁场探测器(4);以及一电源装置(6),其向次级绕组(8)提供一趋于补偿空气间隙中磁场的电流。一测量电阻(RM)与次级绕组(8)串联;一电阻值与衰减电阻(R)相同的附加电阻(R’),与次级绕组和测量电阻的公共连接点相连。一差分放大器(10)被设置来测量次级绕组两端的电压,并将一与次级绕组两端的电压相等且方向相反的电压施加在附加电阻上。

Description

宽通频带电流检测器
本发明涉及一种对流过初级导线的电流进行测量用的电流检测器，该检测器包括：一被安置来与上述初级导线耦合的磁回路；一与该磁回路耦合的次级绕组；所述绕组的衰减电阻(demping resistance)；一被设置在所述磁回路空气间隙中的磁场探测器；一用于上述次级绕组的电流馈送装置，其中该电流馈送装置受该磁场探测器控制，以便向次级绕组馈送一趋于补偿由初级电流在空气间隙中产生的磁场的补偿电流；以及一与次级绕组串连的测量电阻，其中跨过该电阻的电压降形成该检测器的测量信号。
在这类检测器中，与次级绕组相关联的衰减电阻将对其测量结果造成影响，取决于被测量电流及其谐波成分所处的频率范围。事实上，在低频范围内，即从直流到过渡频率，该检测器以补偿方式进行工作，其中一补偿电流被注入次级绕组，以便由此补偿电流产生的磁场对该初级电流在该磁回路空气间隙中感生的磁场进行补偿。因此在测量电阻中流过的电流具有一由于次级绕组中衰减电阻的存在引起的分量，严格地说是加到补偿电流上，也就是说如果该绕组的内阻不存在，则此分量足以会对该初级电流感生的磁场进行补偿。因此，在低频范围内该测量呈现正误差。
相反，在高于上述过渡频率直到截止频率的频率范围内，该检测器将作为电流互感器进行工作。在这种情况下，该测量电阻中流过的电流低于该初级电流的准确值，因为在次级绕组中该衰减电阻的存在，以致于该测量受到负误差的影响。
本发明的特定目标，在于对由次级绕组的欧姆律电阻以及由该绕组的衰减电阻在上述两种情况下引起的测量误差进行矫正，即在电流检测器的整个带宽内进行矫正。
为此目的，根据本发明的检测器，其特征在于事实上它包括一附加电阻(Auxiliary resistor)，该电阻具有与次级绕组的衰减电阻相同的电阻值，并且与次级绕组和测量电阻的公共支化点(branch point)相连；以及设置一差分放大器块(a differential amplifier block)，以便测量出现在次级绕组两端的电压，并将一与出现在次级绕组两端的电压大小相等方向相反的电压施加在上述附加电阻上。
本发明的其它方面、目的和优点，从以下结合附图对实施例进行的描述中将更加清楚，其中，
图1为根据本发明的电流检测器的电路原理图。
图1示意性表示一磁回路1，其内侧有一以截面表示的初级导线2，被待测量的初级电流IP通过。磁回路1呈现一空气间隙3，间隙3中配置有磁场探测器4例如霍尔效应元件。探测器4的输出信号被加在放大器5上并由放大器5的输出控制功率级6。该功率级6的输出端E与以其等效电路表示的次级绕组7的第一端相连接，而此绕组7的第二端S与接地的测量电阻RM相连接。
由配置在磁回路1上的n个线圈(turn)构成的次级绕组7，由一系列k组线圈例如8表示，其中每个线圈具有内阻为r/k的绕圈n/k，以及由电阻R/k表示且与每组n/k个线圈并联的衰减电阻。
当衰减电阻不存在时，通过测量电阻RM并使测量电压UM在该测量电阻两端恢复的测量电流IM，应为IP/n。
由于在次级绕组的两端存在有衰减电阻R，故流过该次级绕组的电流实际上具有两个分量，即实际是补偿电流Ib和衰减电流IR。于是在本发明的设置不存在的情况下，测量电流IM由下式给出：IM=Ib+IR    在低频范围内IM=Ib-IR    在高频范围内
根据本发明，其值为R’=R的附加电阻9与S端相连，而且根据图1的电路，一差分放大器块(block)10经过两个正输入的共同接线也与S端相连，并且通过相应的负输入分别与绕组7的第二端E以及附加电阻9的第二端相连。设置一差分放大器块10，以便测量出现在次级绕组7两端的电压U1，并且在电阻9的两端产生一与电压U1相等的电压U2。在这种条件下，一电流IR’=IR流过电阻9，而且不论工作方式如何，总有IM=Ib。因此，由于次级绕组的欧姆律电阻造成的衰减电流及其衰减电阻，在该电流检测器的带宽之内根本不再影响测量。

Claims (1)

1．一种用于测量流过一初级导线的电流的电流检测器，其包括：一被安置来与上述初级导线耦合的磁回路；一与该磁回路耦合的次级绕组；所述绕组的衰减电阻；一被设置在所述磁回路空气间隙中的磁场探测器；一用于上述次级绕组的电流馈送装置，其中该电流馈送装置受该磁场探测器控制，以便向次级绕组馈送一趋于补偿由初级电流在空气间隙中产生的磁场的补偿电流；以及一与次级绕组串连的测量电阻，其中跨过该电阻的电压降形成该检测器的测量信号，其特征在于：它包括一附加电阻，该电阻具有与次级绕组的衰减电阻相同的电阻值，并且与次级绕组和测量电阻的公共支化点相连；以及设置一差分放大器块，以便测量出现在次级绕组两端的电压，并将一与出现在次级绕组两端的电压大小相等方向相反的电压施加在上述附加电阻上。
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