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看一看:直流大电流传感器在电解工业领域的应用

发布时间:2021-11-19 09:44:02 阅读: 来源:海绵厂家
看一看:直流大电流传感器在电解工业领域的应用

众所周知,目前国内市场流行的直流电流传感器分开环和闭环2种情势(也就是常说的直测式和检零式),且2种情势的传感器在丈量精度方面都有其理论根据,都是根据霍尔元件在磁路气隙中搜集由电流与磁场成正比转换过来的电压信号,在全电流定律的理论框架下设计制作。

SDA系列直流大电流传感器在电解工业领域针对不同行业、不同厂家的需求,可生产闭环式和开环式2大类型的多种产品。可对5KA~420KA直流大电流进行在线计量检测,具有精度高、可靠性及稳定性好、反应速度快、安装保护方便等特点,产品曾前后列入湖北省火把计划、科技攻关计划、国家级新产品试制鉴定计划;并获得湖北省科技进步2等奖、国家科委金桥奖和国家级新产品证书。

直流大电流传感器是在全电流定律∫LHdL=I的基础上研制的,全电流定律的核心是:磁场强度的闭合线积分只与闭合积分路径相交链的电流(被测电流I)有关,它与电流的位置及与不交链电流(所产生的杂散磁场)无关国家占用林地补偿标准,当穿过传感器窗口的电流为零时,不管相邻导排有无电流(相对外磁),传感器的输出必须为零。我们知道被测电流I在死心中产生磁通Φ,用带气隙的均匀无分支磁路来完成待测电流I转换成为气隙中的磁感应强度,根据磁场强度的环路定律H1d+H2d+;;H2Nd+∫LHid1=I和霍尔元件的输出电压UH=KHIHB与灵敏度,控制电流和磁场强度的关系,将传感器设计成1定死心面积和1定气隙长度,在磁路中依照中心对称及轴对称的原则将每个气隙通道里的霍尔件由磁场强度感应出的感应电势相加并放大N倍,即得出了与实际电流成正比的输出电压。假定霍尔检测通道及对应的气隙通道为2N个(设计为偶数,并在磁路中按中心及轴对称的原则排列),每个气隙的宽度为d,设铁芯的总长度为L则有:

H1d+H2d+;+H2Nd+∫LHid1=Io ;;;;;;;;..(1)

其中,Hi(i=1,2,;,2N)为气隙通道中的磁场强度,H1为铁芯中l处的强度,Io为现场母排中的电流。

对气隙中,有Hi=Bi/μ0,而由中值定理,有

∫LH1d1=HLL=BLL/μrμ0

从而有:B1d+B2d+;+B2Nd+BLL/μr=μoIo

在上述关系式中,根据磁介质的边界条件,可知BL与Bi近似相等,且L/d在装置设计中,其值范围通常在10~30左右,而μr的值通常在4个数量级以上因此BL/μr在全部和式项中,其值很小,从而可令

BLL/μrμ0=βμ0I0 (且β<<1)进而得出:

B1+B2+;+B2N=(1-β)μ0I0 /d;;;;;;;;...(2)

另外1方面也能够得出:

BL ≈μ0I0 /2Nd ;;;;;;;;;;;;;.(3)

β≈L/2Ndμr;;;;;;;;;;;;;;.(4)

在传感器的调试中,可让

SH1I1 Sinψ1= SH2I2 Sinψ2=;=SH2NI2N Sinψ2N =K

由VHi=SHiIiBiSinψ1代入(2)式有:

VH1+VH2+;+VH2N=K(1-β)μ0I0 /d

在电子线路中,我们将各个霍尔感应电势相加,并放大Q倍,作为该装置的输出信号Vo唯一的住所可以强拆吗,即有:

Vo=Qk(1-β)μ0I0/d;;;;;;;;;;;(5)

该式即反应出检测装置输出电压Vo与1次检测电流Io的量值对应关系。

由以上理论分析,影响传感器丈量精度的因素很大程度上取决于选用死心和霍尔器件。因此我们花费了很大的精力将各种铁磁材料进行大量实验,终究选用了日本日芝铁公司生产的1种新型导磁材料,为尽可能地保证磁性材料的性能,在磁性材料成型前后对其进行了特殊工艺结构处理,这样由我们原来导磁材料的5000⑻000高斯导磁率1下子提高到现在的17000⑵0000高斯的高导磁低矫顽力的理论要求上来,从而使我们的传感器在线性度上得到了有效保证。

1样在霍尔件方面,我们也是严格地依照理论计算精度要求,做了大量地实验和挑选工作,终究我们肯定了日本尼赛拉公司生产的TO90A砷化镓霍耳元件,它的最大优点是其在恒流工作时温度稳定性的典型值为⑶00至⑷00PPm/℃,输出线性好,其最大误差只有0.8%,1mA1kGS的输出电压可到达65⑴70mV左右且具有很好的频率特性,理论频带宽度在1M赫兹以上,只要其鼓励电流不超过3.5mA土地征收与使用补偿新标准,使用寿命可达20万小时以上。