CN1367390A - 一种脉冲电流信号检测装置 - Google Patents

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徐清
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Abstract

一种脉冲电流信号检测装置,由外壳、聚磁系统及检测电路组成,检测电路中包含有保护电路、恒流电源电路、霍尔电压产生器、运算放大器、功率放大器、电感线圈,聚磁系统包含有硅钢片聚磁环、空心线圈和霍尔器件,可用于直流、交流、脉动电流和脉冲波形的测量、分析,工作稳定可靠、过载能力及抗干扰性强,即使主回路发生短路故障时,产品也不损坏,精度高、线性度好。

Description

一种脉冲电流信号检测装置
本发明涉及一种脉冲电流信号检测装置，尤其是一种一种可检测脉动电流和脉冲电流等复杂波形电流信号。
已有技术中的电流传感器须根据不同用途分类制造，交直流传感器不能互相取代，测量类与保护类也不能互相取代。而且仅适用于直流或交流50HZ正弦波的测量和保护。对于脉动电流、脉冲电流等复杂波形的测量很不方便，精度低，当二次回路产生开路故障时，一次磁势全都用励磁，铁芯深度饱和，感应电势为尖峰波，二次绕组将产生危险的过电压，对设备和人身安全构成严重威胁。
本发明的目的在于提供一种可以克服已有技术中的上述缺点的脉冲电流信号检测装置，该装置既可检测交流和直流电流信号、又可检测诸如脉动电流和脉冲电流等复杂波形电流信号，同时，其检测精度高，安全可靠。
本发明是这样实现的：本发明一种脉冲电流信号检测装置，由外壳、聚磁系统及检测电路组成，所述的检测电路中包含有保护电路、恒流电源电路、霍尔电压产生器、运算放大器、电压放大器、功率放大器、电感线圈、防振吸收电路；所述的聚磁系统包含有硅钢片聚磁环、空心线圈和霍尔器件；保护电路防止外接电源极性反接而损坏电路元器件，恒流电源电路向霍尔器件提供电源，霍尔电压产生器的垂直面有磁场并有磁力线通过时，产生霍尔电压，馈送给运算放大器，运算放大器将送来的霍尔电压分别进行信号放大，使电感线圈获得电流，电流产生磁场，其强度与所检测的导线周围磁场相等，方向相反，两者互相抵消，从而达到零磁通的检测作用。由于霍尔器件的线性关系，流过线圈的电流与主回路电流成正比，再在外接正负电源公共端所串接的电阻上，检测出其电压降值，根据欧姆定律，可求出流经线圈的电流强度，即可得知主回路电流的强度。
本发明因为采用了上述技术方案，所以可用于直流、交流、脉动电流和脉冲波形的测量、分析，工作稳定可靠、过载能力及抗干扰性强，即使主回路发生短路故障时，产品也不损坏，精度高、线性度好，达到了本发明的目的。
以下结合附图和实施例，对本发明作进一步的说明。
图1是本发明的电路原理图。
本发明一种脉冲电流信号检测装置，由外壳、聚磁系统及检测电路组成，如图1的实施例所示，所述的检测电路中包含有保护电路、恒流电源电路、霍尔电压产生器、运算放大器、电压放大器、功率放大器、电感线圈、防振吸收电路；所述的聚磁系统包含有硅钢片聚磁环、空心线圈和霍尔器件；保护电路防止外接电源极性反接而损坏电路元器件，恒流电源电路向霍尔器件提供电源，霍尔电压产生器的垂直面有磁场并有磁力线通过时，产生霍尔电压，馈送给运算放大器，运算放大器将送来的霍尔电压分别进行信号放大，使电感线圈获得电流，电流产生磁场，其强度与所检测的导线周围磁场相等，方向相反，两者互相抵消，从而达到零磁通的检测作用。由于霍尔器件的线性关系，流过线圈的电流与主回路电流成正比，再在外接正负电源公共端所串接的电阻上，检测出其电压降值，根据欧姆定律，可求出流经线圈的电流强度，即可得知主回路电流的强度。在实施例中，二极管D1、D2、D3、D4组成保护电路防止外接电源极性反接而损坏电路元器件，三极管BG1和电阻R7、R8组成恒流电源，供给霍尔器件作电流源，霍尔电压产生器HR通过电阻R1、R2获得一恒定电流，当其垂直面有磁场并有磁力线通过时，其3、4脚即产生霍尔电压，馈送给放大器，运算放大器IC将HR送来的霍尔电压进行信号放大，限流电阻R1、R2作限流用，电位调整电阻R3、R4调整IC的直流电位，三极管BG2、BG3和电阻R9、R10构成电压放大器，三极管BG4、BG5和电阻R11、R12构成功率放大器，电感线圈L带有铁芯，当有电流流过时，产生一与外电路相反的磁场，滤波电容C11作电源滤波用，电容器C3、电阻R12和C4、R14分别构成两组串联防振吸收电路；C2为负反馈电容器CZ。当主回路(原边电路)有强度为IN的电流(穿在绝缘盒中心长方孔内母线中电流)通过时，根据楞茨定理得知。在导线周围将产生相应强度的磁场H，其方向与霍尔器件(HR)平面相垂直，即在HR的2、4端感应出霍尔电势EHR。由于HR的线性关系，EHR的大小正比于IN，经过IC、BG2、BG3、BG4、BG5可组成的误差、电压、功率放大器放大，使电感线圈L获得电流IL，电流IL将产生磁场H1，其强度与H相等，方向相反，两者互相抵消，从而达到零磁通的检测作用。由于HR的线性关系，流过线圈L的电流正比于主回路(原边)电流IN∶IL＝nIN。再在外接正负电源公共端M所串接的电阻RL上，检测出其电压降值VL，根据欧姆定律，可求出流经线圈的电流(IL)强度，得知主回路电流的强度。

Claims (2)

1.一种脉冲电流信号检测装置，由外壳、聚磁系统及检测电路组成，其特征在于：所述的检测电路中包含有保护电路、恒流电源电路、霍尔电压产生器、运算放大器、电压放大器、功率放大器、电感线圈、防振吸收电路；所述的聚磁系统包含有硅钢片聚磁环、空心线圈和霍尔器件。
2.如权利要求1所述的一种脉冲电流信号检测装置，其特征在于：所述的保护电路由二极管D1、D2、D3、D4组成。
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