CN109374941B - 铜排型导线的电流测量方法及装置 - Google Patents
铜排型导线的电流测量方法及装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109374941B CN109374941B CN201811455342.7A CN201811455342A CN109374941B CN 109374941 B CN109374941 B CN 109374941B CN 201811455342 A CN201811455342 A CN 201811455342A CN 109374941 B CN109374941 B CN 109374941B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- magnetic resistor
- magnetic
- copper bar
- resistor
- bar type
- 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.)
- Active
Links
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 180
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 180
- 239000010949 copper Substances 0.000 title claims abstract description 180
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 37
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 claims description 42
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 36
- 230000006698 induction Effects 0.000 abstract description 41
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 25
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 abstract description 9
- 239000013598 vector Substances 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 4
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 238000011160 research Methods 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000009795 derivation Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 description 1
- 238000005363 electrowinning Methods 0.000 description 1
- 230000036039 immunity Effects 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 235000011121 sodium hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R15/00—Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
- G01R15/14—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
- G01R15/20—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using galvano-magnetic devices, e.g. Hall-effect devices, i.e. measuring a magnetic field via the interaction between a current and a magnetic field, e.g. magneto resistive or Hall effect devices
- G01R15/205—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using galvano-magnetic devices, e.g. Hall-effect devices, i.e. measuring a magnetic field via the interaction between a current and a magnetic field, e.g. magneto resistive or Hall effect devices using magneto-resistance devices, e.g. field plates
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R15/00—Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
- G01R15/14—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
- G01R15/18—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using inductive devices, e.g. transformers
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R15/00—Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
- G01R15/14—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
- G01R15/20—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using galvano-magnetic devices, e.g. Hall-effect devices, i.e. measuring a magnetic field via the interaction between a current and a magnetic field, e.g. magneto resistive or Hall effect devices
- G01R15/202—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using galvano-magnetic devices, e.g. Hall-effect devices, i.e. measuring a magnetic field via the interaction between a current and a magnetic field, e.g. magneto resistive or Hall effect devices using Hall-effect devices
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
Abstract
本发明公开了铜排型导线的电流测量方法及装置，其中一种方法包括：获取待测铜排型导线纵向截面形状的长边方向上、长边边缘附近第一位置和第二位置的磁感应强度，所述第一位置和所述第二位置分别位于所述纵向截面形状的短边的两侧；所述待测铜排型导线的纵向截面形状为矩形或圆角矩形；获取所述第一位置和所述第二位置的磁感应强度的差值；根据所述差值获取所述待测铜排型导线的电流。本发明实施例所提供的铜排型导线的电流测量方法及装置，能够较为准确地输出铜排型导线通以电流时磁感应强度的测量结果；此外，不易受电流频率的影响，频率适用范围较广，具有较好的频率特性。
Description
技术领域
本发明涉及电流传感器技术领域，具体涉及铜排型导线的电流测量方法及装置。
背景技术
如图1A所示，铜排型导线是一种纵向截面(即与电流流向垂直的截面)为矩形或圆角矩形的扁平状的电连接件，本申请中的铜排型导线不限于采用铜材质，也可以是其他材质。铜排型导线的单根通流面积较大因而动稳定性和热稳定性都比电缆好，因此广泛用于高低压电器、开关触头、配电设备、母线槽等电器工程，也广泛用于金属冶炼、电化电镀、化工烧碱等超大电流电解冶炼工程。通常，电流负荷达到或超过250A的时候便会采用铜排型导线来导入或导出电流。
现有电流测量装置往往只适用于圆形截面(如钢芯铝绞线)的电流测量，而由于铜排型导线存在形状特殊、负荷电流较大、感应磁场分布不规律(有的位置磁感应强度特别弱，难以观测)的特点，传统的电流测量设备往往无法对其电流准确测量。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了铜排型导线的电流测量方法及装置，以解决现有方法无法准确测量铜排型导线的电流的问题。
根据第一方面，本发明实施例提供了一种铜排型导线的电流测量方法，包括：获取待测铜排型导线纵向截面形状的长边方向上、长边边缘附近第一位置和第二位置的磁感应强度，所述第一位置和所述第二位置分别位于所述纵向截面形状的短边的两侧；所述待测铜排型导线的纵向截面形状为矩形或圆角矩形；获取所述第一位置和所述第二位置的磁感应强度的差值；根据所述差值获取所述待测铜排型导线的电流。
根据第二方面，本发明实施例提供了一种铜排型导线的电流测量方法，包括：在待测铜排型导线纵向截面形状的长边方向上、长边边缘附近第一位置和第二位置分布设置第一磁电阻和第二磁电阻，所述第一位置和所述第二位置分别位于所述纵向截面形状的短边的两侧；所述待测铜排型导线的纵向截面形状为矩形或圆角矩形；所述第一磁电阻和所述第二磁电阻的磁敏感方向均与所述长边的延伸方向平行，且所述第一磁电阻和所述第二磁电阻的磁敏感方向相同；所述第一磁电阻和所述第二磁电阻串联，串联后的两端分别连接电源两端；获取所述第一磁电阻和所述第二磁电阻之间的电压值；根据所述第一磁电阻和所述第二磁电阻之间的电压值获取所述待测铜排型导线的电流。
根据第三方面，本发明实施例提供了一种铜排型导线的电流测量方法，包括：在待测铜排型导线纵向截面形状的长边方向上、长边边缘附近第一位置和第二位置设置第一磁电阻、第二磁电阻、第三磁电阻和第四磁电阻；所述第一位置和所述第二位置分别位于所述纵向截面形状的短边的两侧，其中，所示第一磁电阻和第四磁电阻设置于所述第一位置，所述第二磁电阻和所述第三磁电阻设置于所述第二位置；所述待测铜排型导线的纵向截面形状为矩形或圆角矩形；所述第一磁电阻、所述第二磁电阻、所述第三磁电阻、所述第四磁电阻的磁敏感方向相同，且均与所述长边的延伸方向平行；所述第一磁电阻和所述第二磁电阻串联，串联后的两端连接电源两端，所述第三磁电阻和所述第四磁电阻串联，串联后的两端连接所述电源两端，其中所述第一磁电阻和所述第三磁电阻连接同一电源端；获取所述第一磁电阻和所述第二磁电阻之间的第一电压值，并获取所述第三磁电阻和所述第四磁电阻之间的第二电压值；根据所述第一电压值和所述第二电压值的差值获取所述待测铜排型导线的电流。
可选地，第一方面、第二方面或第三方面所述的方法还包括：使所述待测铜排型导线与其他通电的铜排型导线沿所述长边的方向并排设置。
可选地，第一方面、第二方面或第三方面所述的方法还包括：调整所述待测铜排型导线对应的所述第一位置和所述第二位置位于相邻通电铜排型导线的两个短边中点的连线上。
根据第四方面，本发明实施例提供了一种铜排型导线的电流测量装置，包括：第一磁传感单元和第二磁传感单元，分别固定设置于待测铜排型导线纵向截面形状的长边方向上、长边边缘附近第一位置和第二位置，所述第一位置和所述第二位置分别位于所述纵向截面形状的短边的两侧；所述待测铜排型导线的纵向截面形状为矩形或圆角矩形；信号处理模块，用于获取所述第一位置和所述第二位置的磁感应强度的差值，并根据所述差值获取所述待测铜排型导线的电流。
根据第五方面，本发明实施例提供了一种铜排型导线的电流测量装置，包括：第一磁电阻、第二磁电阻，设置于在待测铜排型导线纵向截面形状的长边方向上的长边边缘附近，且设置所述第一磁电阻和所述第二磁电阻的位置分别位于所述纵向截面形状的短边的两侧；所述待测铜排型导线的纵向截面形状为矩形或圆角矩形；所述第一磁电阻和所述第二磁电阻的磁敏感方向均与所述长边的延伸方向平行，且所述第一磁电阻和所述第二磁电阻的磁敏感方向相同；所述第一磁电阻和所述第二磁电阻串联，串联后的两端分别连接电源两端；信号处理模块，其输入端连接在所述第一磁电阻和所述第二磁电阻之间，用于获取所述第一磁电阻和所述第二磁电阻之间的电压值，并根据所述第一磁电阻和所述第二磁电阻之间的电压值获取所述待测铜排型导线的电流。
根据第六方面，本发明实施例提供了一种铜排型导线的电流测量装置，包括：第一磁电阻、第二磁电阻、第三磁电阻、第四磁电阻，设置于在待测铜排型导线纵向截面形状的长边方向上、长边边缘附近的第一位置和第二位置；所述第一位置和所述第二位置分别位于所述纵向截面形状的短边的两侧，其中，所示第一磁电阻和第四磁电阻设置于所述第一位置，所述第二磁电阻和所述第三磁电阻设置于所述第二位置；所述待测铜排型导线的纵向截面形状为矩形或圆角矩形；所述第一磁电阻、所述第二磁电阻、所述第三磁电阻、所述第四磁电阻的磁敏感方向相同，且均与所述长边的延伸方向平行；所述第一磁电阻和所述第二磁电阻串联，串联后的两端连接电源两端，所述第三磁电阻和所述第四磁电阻串联，串联后的两端连接所述电源两端，其中所述第一磁电阻和所述第三磁电阻连接同一电源端；信号处理模块，其第一输入端连接在所述第一磁电阻和所述第二磁电阻之间，用于获取所述第一磁电阻和所述第二磁电阻之间的第一电压值，其第二输入端连接在所述第三磁电阻和所述第四磁电阻之间，用于获取所述第三磁电阻和所述第四磁电阻之间的第二电压值；所述信号处理模块还用于根据所述第一电压值和所述第二电压值的差值获取所述待测铜排型导线的电流。
可选地，第四方面、第五方面或第六方面所述的装置中，所述信号处理模块包括运算放大器。
可选地，第四方面、第五方面或第六方面所述的装置中，所述待测铜排型导线与其他通电的铜排型导线沿所述长边的方向并排设置。
可选地，第四方面、第五方面或第六方面所述的装置中，所述待测铜排型导线对应的磁传感单元的磁敏感位置位于相邻通电铜排型导线的两个短边中点的连线上。
本发明实施例所提供的铜排型导线的电流测量方法及装置，能够较为准确地输出铜排型导线通以电流时磁感应强度的测量结果；此外，不易受电流频率的影响，频率适用范围较广，具有较好的频率特性。
附图说明
通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：
图1A示出了铜排型导线的结构示意图；
图1B示出了通电的铜排型导线周围的磁场分布示意图；
图2A和图2B示出了在铜排型导线表面的长边方向上、长边边缘附近上的磁感应强度分布的规律；
图3A示出了根据本发明实施例的一种铜排型导线的电流测量方法的流程图；
图3B示出了根据本发明实例的磁传感单元与待测铜排型导线的一种位置关系示意图；
图3C示出了根据本发明实施例的铜排型导线的电流测量方法的频率特性示意图；
图4A示出了根据本发明实施例的另一种铜排型导线的电流测量方法的流程图；
图4B示出了两个磁电阻的一种空间位置关系；
图4C示出了图4B所示两个磁电阻的一种电连接关系；
图4D示出了适用于图4C的一种运算放大器的电连接关系示意图；
图5A示出了根据本发明实施例的又一种铜排型导线的电流测量方法的流程图；
图5B示出了四个磁电阻的一种空间位置关系；
图5C示出了图5B所示四个磁电阻的一种电连接关系；
图5D示出了适用于图5C的一种运算放大器的电连接关系示意图；
图6A示出了铜排型导线并排设置的一种示意图；
图6B示出了铜排型导线并排设置时相邻通电导线对待测铜排型导线的影响所导致的误差曲线；
图7A示出了相邻铜排型导线并排设置的一种细节示意图；
图7B示出了图7A中不同位置的磁感应强度的方向示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
通电的铜排型导线周围的磁场分布如图1B所示，其中A表示通电的铜排型导线的纵向截面，虚线表示磁感线。发明人发现，在铜排型导线表面的长边边缘附近，磁感应强度在长边方向上的分量分布存在如图2A所示的规律，也即：在铜排型导线纵向截面形状的长边方向上、从短边的一侧至短边的另一侧，磁感应强度在长边方向上的分量数值逐渐减小；以长边方向上短边所在的位置为横坐标的零点，则磁感应强度在长边方向上分量的数值曲线关于纵轴上的交点基本呈中心对称。
进一步地，发明人研究了铜排型导线纵向截面形状的长边方向上每隔预定距离(例如4mm)的两点之间的磁感应强度分量的数值变化量(也即图2A所示曲线的斜率)，研究结果如图2B所示。从图2B可以看出，在长边方向上短边所在的位置，磁感应强度在长边方向上分量的数值变化量最大。
基于图2A和图2B所示的研究结果，发明人提出了本申请所述的铜排型导线的电流测量方法及装置，下面将详细介绍本申请方案。
需要提前说明的是，本申请中的磁敏感方向为方向矢量，既包括“当该方向的磁场增大时，磁敏元件的正输出值增大的方向(也称正磁敏感方向)”，也包括“当该方向的磁场增大时，磁敏元件的正输出值减小的方向(也称负磁敏感方向)”。
本申请中还约定：当仅提及磁敏感方向时，该磁敏感方向既包括正磁敏感方向，又包括负磁敏感方向，对正、负方向不做区分；而当提及磁敏感方向相同、相反时，区分正磁敏感方向、负磁敏感方向，也即“磁敏感方向相同”是指磁敏感方向均为正磁敏感方向或均为负磁敏感方向，“磁敏感方向相反”是指一者为正磁敏感方向、另一者为负磁敏感方向。
实施例一
图3A示出了根据本发明实施例的一种铜排型导线的电流测量方法的流程图。如图3A所示，该方法包括如下步骤：
S101：获取待测铜排型导线纵向截面形状的长边方向上、长边边缘附近第一位置和第二位置的磁感应强度，第一位置和第二位置分别位于纵向截面形状的短边的两侧。待测铜排型导线的纵向截面形状为矩形或圆角矩形。
S102：获取第一位置和第二位置的磁感应强度的差值。
S103：根据差值获取待测铜排型导线的电流。
如图3B所示，A表示待测铜排型导线的纵向截面，“×”表示待测铜排型导线内所流通的电流的方向(即从读者所在的纸面或屏幕一侧指向另一侧)。X、Y表示用于设置磁传感单元的第一位置和第二位置，第一位置X和第二位置Y位于纵向截面形状的长边方向上(也即二者的连线与长边平行)，位于长边的边缘附近，并且第一位置X和第二位置Y分别位于纵向截面形状的短边的两侧。
本申请中的磁传感单元可以为单个的磁电阻，也可以是多个磁电阻，也可以为霍尔传感器、或者与霍尔传感器类似的能够感测磁感应强度的单元。
根据图2B所示的研究结果，可以看出在长边方向上短边所在的位置，磁感应强度在长边方向上分量的数值变化量最大，便于输出测量结果，不会由于输出数值太小而易受干扰，测量结果较为准确。因此，本发明实施例所提供的铜排型导线的电流测量方法，能够较为准确地输出铜排型导线通以电流时磁感应强度的测量结果。
发明人还对本发明提供的铜排型导线的电流测量方法进行了频率特性的研究，具体方法为：向待测铜排型导线通以1Hz电流，并以此时的测量结果为基准值；逐步增大电流的频率，分别获取测量结果，并将测量结果除以基准值得到归一化后的测量结果。该研究结果如图3C所示，从图中可以看出，当待测铜排型导线内通以频率为100Hz左右以及100Hz以下的电流时，测量结果几乎不会变。因此，本发明提供的铜排型导线的电流测量方法不易受电流频率的影响，频率适用范围较广，具有较好的频率特性。
实施例二
图4A示出了根据本发明实施例的另一种铜排型导线的电流测量方法的流程图。如图4A所示，该方法包括如下步骤：
S201：在待测铜排型导线纵向截面形状的长边方向上、长边边缘附近第一位置和第二位置分布设置第一磁电阻和第二磁电阻，第一位置和第二位置分别位于纵向截面形状的短边的两侧；待测铜排型导线的纵向截面形状为矩形或圆角矩形；第一磁电阻和第二磁电阻的磁敏感方向均与长边的延伸方向平行，且第一磁电阻和第二磁电阻的磁敏感方向相同；第一磁电阻和第二磁电阻串联，串联后的两端分别连接电源两端。
S202：获取第一磁电阻和第二磁电阻之间的电压值。
S203：根据第一磁电阻和第二磁电阻之间的电压值获取待测铜排型导线的电流。
如图4B所示，A表示待测铜排型导线的纵向截面，“×”表示通以电流。X、Y表示分别用于设置磁传感单元第一磁电阻、第二磁电阻的第一位置和第二位置，第一位置、第二位置的具体定义请参见实施例一。该实施例与实施例一的区别在于，在第一位置X、第二位置Y分别设置第一磁电阻41、第二磁电阻42，该第一磁电阻41和第二磁电阻42的磁敏感方向相同(如图4B中的箭头所示)，且均与长边的方向平行；如图4C所示，第一磁电阻41和第二磁电阻42串联，串联后的两端分别连接电源两端。
假设第一磁电阻41的为R1＝R0+k·B1，其中R0为第一磁电阻41在磁感应强度为零时的阻值，B1为第一磁电阻41所在处的磁感应强度，k为第一磁电阻41的变化率；第二磁电阻42的阻值为R2＝R0+k·B2，其中R0为第二磁电阻42在磁感应强度为零时的阻值(磁感应强度为零时，第一磁电阻41和第二磁电阻42的阻值相等)，B2为第二磁电阻42所在处的磁感应强度，k为第二磁电阻42的变化率。那么，第一磁电阻41和第二磁电阻42之间的电压为
其中，Vcc为电源电压。
在待测铜排型导线没有通以电流时，第一磁电阻41和第二磁电阻42之间的电压应为V0＝Vcc/2。所以，在通电前后，第一磁电阻41和第二磁电阻42之间输出电压的差值为：
需要说明的是，上述公式(1)推导的最后一步中，由于实际情况下R0的数值往往远远大于B1和B2的数值，因而k·(B1+B2)可以近似为0，从而得到上述公式(1)的最终结果。
根据上述公式(1)的最终结果可以看出，在通电前后，第一磁电阻41和第二磁电阻42之间输出电压的差值与第一磁电阻41、第二磁电阻42所在位置处磁感应强度的差值成正比。因此，根据待测铜排型导线通电时第一磁电阻41和第二磁电阻42之间输出的电压值与参考值(参考值可选取为电源电压值的一半，或者也可以为其他固定数值)的差值，便可以得出待测铜排型导线的电流。
本发明实施例所提供的铜排型导线的电流测量方法，能够较为准确地输出铜排型导线通以电流时磁感应强度的测量结果，还具有较好的频率特性。具体请参见实施例一。
上述步骤S202和S203可以采用运算放大器及其外围电路来执行，如图4D所示，其中Vo为待测铜排型导线通电时第一磁电阻41和第二磁电阻42之间的电压，Vref可以设置为电源电压值的一半，即Vcc/2。上述步骤S202和S203也可以采用包括处理器芯片的模块来执行，或者也可以是其他电子电路来执行，本申请不做限定。
实施例三
图5A示出了根据本发明实施例的另一种铜排型导线的电流测量方法的流程图。如图5A所示，该方法包括如下步骤：
S301：在待测铜排型导线纵向截面形状的长边方向上、长边边缘附近第一位置和第二位置设置第一磁电阻、第二磁电阻、第三磁电阻和第四磁电阻；第一位置和第二位置分别位于纵向截面形状的短边的两侧，其中，所示第一磁电阻和第四磁电阻设置于第一位置，第二磁电阻和第三磁电阻设置于第二位置；待测铜排型导线的纵向截面形状为矩形或圆角矩形；第一磁电阻、第二磁电阻、第三磁电阻、第四磁电阻的磁敏感方向相同，且均与长边的延伸方向平行；第一磁电阻和第二磁电阻串联，串联后的两端连接电源两端，第三磁电阻和第四磁电阻串联，串联后的两端连接电源两端，其中第一磁电阻和第三磁电阻连接同一电源端。
S302：获取第一磁电阻和第二磁电阻之间的第一电压值，并获取第三磁电阻和第四磁电阻之间的第二电压值。
S303：根据第一电压值和第二电压值的差值获取待测铜排型导线的电流。
如图5B所示，A表示待测铜排型导线的纵向截面，“×”表示通以电流。X、Y表示分别用于设置磁传感单元第一磁电阻51、第二磁电阻52、第三磁电阻53、第四磁电阻54的第一位置和第二位置，第一位置、第二位置的具体定义请参见实施例一。该实施例与实施例一的区别在于，第一磁电阻51和第四磁电阻54设置于第一位置，第二磁电阻52和第三磁电阻53设置于第二位置，第一磁电阻51、第二磁电阻52、第三磁电阻53、第四磁电阻54的磁敏感方向相同(如图5B中的箭头所示)，且均与长边的方向平行；如图5C所示，第一磁电阻51和第二磁电阻52串联，串联后的两端连接电源两端，第三磁电阻53和第四磁电阻54串联，串联后的两端连接电源两端，其中第一磁电阻51和第三磁电阻53连接同一电源端。图5C中的V-为第一磁电阻51和第二磁电阻52之间的第一电压值，V+为第三磁电阻52和第四磁电阻54之间的第二电压值。由于在空间排布上，第一磁电阻51和第四磁电阻54位于短边的一侧，第二磁电阻52和第三磁电阻53位于短边的另一侧，因此通过第一磁电阻51、第二磁电阻52这一支路所测得的结果(即对图5C中的第一电压V-的处理结果)与通过第三磁电阻53、第四磁电阻54这一支路所测得的结果(即对图5C中的第二电压V+的处理结果)相反，其任意一者的数值绝对值均可以通过实施例二所述的方式推导得到(本申请在此不再赘述)，那么根据第一电压值V-和第二电压值V+的差值处理所得到的结果便是实施例二所述技术方案输出结果的2倍。由此可见，本实施例与实施例二相比，抗干扰性更强。
本发明实施例所提供的铜排型导线的电流测量方法，能够较为准确地输出铜排型导线通以电流时磁感应强度的测量结果，还具有较好的频率特性。具体请参见实施例一。
实施例四
本发明实施例提供了又一种铜排型导线的电流测量方法，与实施例一至三中任一实施例的区别在于，还包括：使待测铜排型导线与其他通电的铜排型导线沿长边的方向并排设置。
如图6A所示，使待测铜排型导线A与其他通电的铜排型导线B、C沿待测铜排型导线A的纵向截面形状的长边方向并排设置。
请参见图6A，虚线椭圆曲线表示通电的铜排型导线B的磁感应曲线，该曲线与并排设置的多个导线的中心线(图中的虚线OO’)是垂直的，由于磁传感单元或磁电阻(图中以X来表示)设置在长边边缘附近，因此磁传感单元X与中心线OO’的距离d1较短。因此，在磁传感单元或磁电阻X位置处，通电铜排型导线B的磁感应曲线在平行于长边方向的分量几乎为零。而待测铜排型导线A表面的磁传感单元的磁敏感方向是与长边平行的，因此，当待测铜排型导线与其他通电的铜排型导线沿长边的方向并排设置时，相邻通电导线的磁场不会对测量结果有较大的影响。
对此，发明人还进行了实验验证，如图6B所示，横轴表示相邻铜排型导线间距(即相邻铜排型导线的对应位置之间的距离，例如图6A中所示的距离d2)，纵轴表示相邻通电导线对测量结果影响而导致的误差。以磁传感器单元设置在待测铜排型导线的右侧边缘为例，曲线1表示右侧相邻的通电铜排型导线对待测铜排型导线测量结果的影响，曲线2表示左侧相邻的通电铜排型导线对待测铜排型导线测量结果的影响。由此可以看出，当磁传感器单元设置在待测铜排型导线的右侧边缘时，其测量结果受右侧相邻通电导线的影响较大，受左侧的影响较小；即使相邻铜排型导线的间距小至3cm，误差也仅为2.0％左右，该数据证实了“当待测铜排型导线与其他通电的铜排型导线沿长边的方向并排设置时，相邻通电导线的磁场不会对测量结果有较大的影响”这一结论。基于这一结论，本申请所提供的铜排型导线的电流测量方法通过使通电的铜排型导线沿长边的方向并排设置，能够降低相邻通电导线对测量结果的影响。
可选地，根据图6B，可以设置相邻铜排型导线的间距不小于3cm。
实施例五
本发明实施例提供了又一种铜排型导线的电流测量方法，与实施例一至四中任一实施例的区别在于，还包括：调整待测铜排型导线对应的第一位置和第二位置位于相邻通电铜排型导线的两个短边中点的连线上。
如图7A所示，假设A为待测铜排型导线，X表示在长边边缘附近设置的、待测铜排型导线A对应的一个磁传感单元或磁电阻，PP’为与该待测铜排型导线A相邻的通电铜排型导线B的两个短边中点的连线，本实施例设计将磁传感单元或磁电阻X的磁敏感位置调整在PP’连线上。
虽然X设置在A的长边边缘附近，但是X的磁敏感位置与A的表面之间还是有一段距离的(即使很微小，也会影响磁感应强度矢量在磁敏感方向的分量)。设在B的磁感应线上，磁传感单元或磁电阻X的位置为XO点，A表面的位置为AO点，则本领域技术人员容易理解这两点位置处的磁感应强度如图7B所示，其中实线箭头表示磁感应强度矢量，虚线箭头表示矢量的分量(即在磁敏感方向的分量、与磁敏感方向垂直方向的分量)。从图7B中可以看出，由于XO点位于PP’连线上，因此XO点处的磁感应强度矢量与磁敏感方向垂直，因此XO点处的磁感应强度矢量在磁敏感方向上的分量为0；而由于AO点处的磁感应强度矢量与磁敏感方向不可能垂直相交，因此AO点处的磁感应强度矢量必然在磁敏感方向上有分量。由于设置磁传感单元或磁电阻的目的是测量待测铜排型导线在磁敏感方向上的磁场强度，因此磁传感单元或磁电阻的磁敏感方向上所感受到的磁场强度受相邻铜排型导线的影响越小、测量结果越精确，由此可见，与设置在AO位置相比，将磁传感单元或磁电阻设置在XO位置能够进一步提高待测铜排型导线的测量精确度。
实施例六
本发明实施例提供了一种铜排型导线的电流测量装置，该装置可以用于执行实施例一或者其任意一种可选实施方式所述的方法。该装置包括第一磁传感单元、第二磁传感单元和信号处理模块。
第一磁传感单元和第二磁传感单元分别固定设置于待测铜排型导线纵向截面形状的长边方向上、长边边缘附近第一位置和第二位置，第一位置和第二位置分别位于纵向截面形状的短边的两侧；待测铜排型导线的纵向截面形状为矩形或圆角矩形。
信号处理模块用于获取第一位置和第二位置的磁感应强度的差值，并根据差值获取待测铜排型导线的电流。具体请参见图3B及实施例一。
该信号处理模块可以是包括处理器芯片的模块，也可以是运算放大器及其外围电路，或者也可以是其他电子电路，本申请不做限定。
上述铜排型导线的电流测量装置，能够较为准确地输出铜排型导线通以电流时磁感应强度的测量结果。具体请参见实施例一。
可选地，通过固定装置设置磁传感单元与待测铜排型导线之间的位置关系，信号处理模块可以独立于该固定装置设置，也可以设置在该固定装置上。当信号处理模块设置在固定装置上时，固定装置上设置有PCB板，在PCB板上设置磁传感单元以及信号处理模块，测量时，只需要将PCB上的磁传感器单元放置在待测铜排型导线纵向截面形状的长边边缘即可。
实施例七
本发明实施例提供了一种铜排型导线的电流测量装置，该装置可以用于执行实施例二或者其任意一种可选实施方式所述的方法。该装置包括第一磁电阻、第二磁电阻和信号处理模块。
第一磁电阻、第二磁电阻设置于在待测铜排型导线纵向截面形状的长边方向上的长边边缘附近，且设置第一磁电阻和第二磁电阻的位置分别位于纵向截面形状的短边的两侧；待测铜排型导线的纵向截面形状为矩形或圆角矩形；第一磁电阻和第二磁电阻的磁敏感方向均与长边的延伸方向平行，且第一磁电阻和第二磁电阻的磁敏感方向相同；第一磁电阻和第二磁电阻串联，串联后的两端分别连接电源两端。信号处理模块的输入端连接在第一磁电阻和第二磁电阻之间，用于获取第一磁电阻和第二磁电阻之间的电压值，并根据第一磁电阻和第二磁电阻之间的电压值获取待测铜排型导线的电流。具体请参见图4B及实施例二。
该信号处理模块可以是包括处理器芯片的模块，也可以是运算放大器及其外围电路，或者也可以是其他电子电路，本申请不做限定。可选地，信号处理模块可以包括如图4D所示的运算放大器，图4D中的Vo为输入端，Vout为输出端。
可选地，通过固定装置设置磁电阻与待测铜排型导线之间的位置关系，信号处理模块可以独立于该固定装置设置，也可以设置在该固定装置上。当信号处理模块设置在固定装置上时，固定装置上设置有PCB板，在PCB板上设置磁电阻以及信号处理模块，测量时，只需要将PCB上的磁电阻放置在待测铜排型导线纵向截面形状的长边边缘即可。
实施例八
本发明实施例提供了一种铜排型导线的电流测量装置，该装置可以用于执行实施例三或者其任意一种可选实施方式所述的方法。该装置包括第一磁电阻、第二磁电阻、第三磁电阻、第四磁电阻和信号处理模块。
第一磁电阻、第二磁电阻、第三磁电阻、第四磁电阻设置于在待测铜排型导线纵向截面形状的长边方向上、长边边缘附近的第一位置和第二位置；第一位置和第二位置分别位于纵向截面形状的短边的两侧，其中，所示第一磁电阻和第四磁电阻设置于短边的一侧，第二磁电阻和第三磁电阻设置于短边的另一侧；待测铜排型导线的纵向截面形状为矩形或圆角矩形；第一磁电阻、第二磁电阻、第三磁电阻、第四磁电阻的磁敏感方向相同，且均与长边的延伸方向平行；第一磁电阻和第二磁电阻串联，串联后的两端连接电源两端，第三磁电阻和第四磁电阻串联，串联后的两端连接电源两端，其中第一磁电阻和第三磁电阻连接同一电源端。信号处理模块的第一输入端连接在第一磁电阻和第二磁电阻之间，用于获取第一磁电阻和第二磁电阻之间的第一电压值，其第二输入端连接在第三磁电阻和第四磁电阻之间，用于获取第三磁电阻和第四磁电阻之间的第二电压值；信号处理模块还用于根据第一电压值和第二电压值的差值获取待测铜排型导线的电流。具体请参见图5B及实施例三。
该信号处理模块可以是包括处理器芯片的模块，也可以是运算放大器及其外围电路，或者也可以是其他电子电路，本申请不做限定。可选地，信号处理模块可以是如图5D所示的运算放大器，图5D中的V+为第一输入端，V-为第二输入端，Vout为输出端。
可选地，通过固定装置设置磁电阻与待测铜排型导线之间的位置关系，信号处理模块可以独立于该固定装置设置，也可以设置在该固定装置上。当信号处理模块设置在固定装置上时，固定装置上设置有PCB板，在PCB板上设置磁电阻以及信号处理模块，测量时，只需要将PCB上的磁电阻放置在待测铜排型导线纵向截面形状的长边边缘即可。
虽然结合附图描述了本发明的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下作出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。
Claims (9)
1.一种铜排型导线的电流测量方法，其特征在于，包括：
在待测铜排型导线纵向截面形状的长边方向上、长边边缘附近第一位置和第二位置分布设置磁传感单元，所述磁传感单元包括第一磁电阻和第二磁电阻，所述第一位置和所述第二位置分别位于所述纵向截面形状的短边的两侧；所述待测铜排型导线的纵向截面形状为矩形或圆角矩形；所述第一磁电阻和所述第二磁电阻的磁敏感方向均与所述长边的延伸方向平行，且所述第一磁电阻和所述第二磁电阻的磁敏感方向相同；所述第一磁电阻和所述第二磁电阻串联，串联后的两端分别连接电源两端；
获取所述第一磁电阻和所述第二磁电阻之间的电压值；
根据所述第一磁电阻和所述第二磁电阻之间的电压值获取所述待测铜排型导线的电流。
2.一种铜排型导线的电流测量方法，其特征在于，包括：
在待测铜排型导线纵向截面形状的长边方向上、长边边缘附近第一位置和第二位置设置磁传感单元，所述磁传感单元包括第一磁电阻、第二磁电阻、第三磁电阻和第四磁电阻；所述第一位置和所述第二位置分别位于所述纵向截面形状的短边的两侧，其中，所示第一磁电阻和第四磁电阻设置于所述第一位置，所述第二磁电阻和所述第三磁电阻设置于所述第二位置；所述待测铜排型导线的纵向截面形状为矩形或圆角矩形；所述第一磁电阻、所述第二磁电阻、所述第三磁电阻、所述第四磁电阻的磁敏感方向相同，且均与所述长边的延伸方向平行；所述第一磁电阻和所述第二磁电阻串联，串联后的两端连接电源两端，所述第三磁电阻和所述第四磁电阻串联，串联后的两端连接所述电源两端，其中所述第一磁电阻和所述第三磁电阻连接同一电源端；
获取所述第一磁电阻和所述第二磁电阻之间的第一电压值，并获取所述第三磁电阻和所述第四磁电阻之间的第二电压值；
根据所述第一电压值和所述第二电压值的差值获取所述待测铜排型导线的电流。
3.根据权利要求1或2所述的铜排型导线的电流测量方法，其特征在于，所述方法还包括：
使所述待测铜排型导线与其他通电的铜排型导线沿所述长边的方向并排设置。
4.根据权利要求1或2所述的铜排型导线的电流测量方法，其特征在于，所述方法还包括：
调整所述待测铜排型导线对应的所述第一位置和所述第二位置位于相邻通电铜排型导线的两个短边中点的连线上。
5.一种铜排型导线的电流测量装置，其特征在于，包括：
包括第一磁电阻、第二磁电阻的磁传感单元，设置于在待测铜排型导线纵向截面形状的长边方向上的长边边缘附近，且设置所述第一磁电阻和所述第二磁电阻的位置分别位于所述纵向截面形状的短边的两侧；所述待测铜排型导线的纵向截面形状为矩形或圆角矩形；所述第一磁电阻和所述第二磁电阻的磁敏感方向均与所述长边的延伸方向平行，且所述第一磁电阻和所述第二磁电阻的磁敏感方向相同；所述第一磁电阻和所述第二磁电阻串联，串联后的两端分别连接电源两端；
信号处理模块，其输入端连接在所述第一磁电阻和所述第二磁电阻之间，用于获取所述第一磁电阻和所述第二磁电阻之间的电压值，并根据所述第一磁电阻和所述第二磁电阻之间的电压值获取所述待测铜排型导线的电流。
6.一种铜排型导线的电流测量装置，其特征在于，包括：
包括第一磁电阻、第二磁电阻、第三磁电阻、第四磁电阻的磁传感单元，设置于在待测铜排型导线纵向截面形状的长边方向上、长边边缘附近的第一位置和第二位置；所述第一位置和所述第二位置分别位于所述纵向截面形状的短边的两侧，其中，所示第一磁电阻和第四磁电阻设置于所述第一位置，所述第二磁电阻和所述第三磁电阻设置于所述第二位置；所述待测铜排型导线的纵向截面形状为矩形或圆角矩形；所述第一磁电阻、所述第二磁电阻、所述第三磁电阻、所述第四磁电阻的磁敏感方向相同，且均与所述长边的延伸方向平行；所述第一磁电阻和所述第二磁电阻串联，串联后的两端连接电源两端，所述第三磁电阻和所述第四磁电阻串联，串联后的两端连接所述电源两端，其中所述第一磁电阻和所述第三磁电阻连接同一电源端；
信号处理模块，其第一输入端连接在所述第一磁电阻和所述第二磁电阻之间，用于获取所述第一磁电阻和所述第二磁电阻之间的第一电压值，其第二输入端连接在所述第三磁电阻和所述第四磁电阻之间，用于获取所述第三磁电阻和所述第四磁电阻之间的第二电压值；所述信号处理模块还用于根据所述第一电压值和所述第二电压值的差值获取所述待测铜排型导线的电流。
7.根据权利要求5或6所述的铜排型导线的电流测量装置，其特征在于，所述信号处理模块包括运算放大器。
8.根据权利要求5或6所述的铜排型导线的电流测量装置，其特征在于，所述待测铜排型导线与其他通电的铜排型导线沿所述长边的方向并排设置。
9.根据权利要求5或6所述的铜排型导线的电流测量装置，其特征在于，所述待测铜排型导线对应的磁传感单元的磁敏感位置位于相邻通电铜排型导线的两个短边中点的连线上。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811455342.7A CN109374941B (zh) | 2018-11-30 | 2018-11-30 | 铜排型导线的电流测量方法及装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811455342.7A CN109374941B (zh) | 2018-11-30 | 2018-11-30 | 铜排型导线的电流测量方法及装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109374941A CN109374941A (zh) | 2019-02-22 |
| CN109374941B true CN109374941B (zh) | 2024-07-09 |
Family
ID=65376075
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201811455342.7A Active CN109374941B (zh) | 2018-11-30 | 2018-11-30 | 铜排型导线的电流测量方法及装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109374941B (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109946499B (zh) * | 2019-03-13 | 2024-12-06 | 宁波希磁电子科技有限公司 | 基于pcb的电流检测装置 |
| CN112163011B (zh) * | 2020-09-03 | 2021-06-22 | 山东佰旗信息技术有限公司 | 一种基于电力数据的线路性能分析方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN209446649U (zh) * | 2018-11-30 | 2019-09-27 | 无锡乐尔科技有限公司 | 铜排型导线的电流测量装置 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1855118A4 (en) * | 2005-02-23 | 2009-12-09 | Asahi Kasei Emd Corp | CURRENT MEASURING INSTRUMENT |
| JP4415923B2 (ja) * | 2005-09-30 | 2010-02-17 | Ｔｄｋ株式会社 | 電流センサ |
| JP4224483B2 (ja) * | 2005-10-14 | 2009-02-12 | Ｔｄｋ株式会社 | 電流センサ |
| CN103454597A (zh) * | 2012-05-29 | 2013-12-18 | 北京嘉岳同乐极电子有限公司 | 电流感应测量装置、测量方法及灵敏度调节方法 |
| US9176203B2 (en) * | 2013-02-05 | 2015-11-03 | Texas Instruments Incorporated | Apparatus and method for in situ current measurement in a conductor |
| WO2014141609A1 (ja) * | 2013-03-11 | 2014-09-18 | アルプス・グリーンデバイス株式会社 | 電流センサ |
| FR3021750B1 (fr) * | 2014-05-30 | 2016-07-01 | Thales Sa | Dispositif de detection de courant |
-
2018
- 2018-11-30 CN CN201811455342.7A patent/CN109374941B/zh active Active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN209446649U (zh) * | 2018-11-30 | 2019-09-27 | 无锡乐尔科技有限公司 | 铜排型导线的电流测量装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN109374941A (zh) | 2019-02-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109283379B (zh) | 一种导线电流测量方法、装置、设备及可读存储介质 | |
| EP3467528B1 (en) | Magnetic sensor sensitivity matching calibration | |
| US10101413B2 (en) | Magnetic field detection device | |
| CN109752586B (zh) | 基于pcb的电流检测装置 | |
| EP2975417B1 (en) | Measurement device and mounting unit | |
| CN109613322B (zh) | 铜排型导线的电流测量方法及装置 | |
| CN108982944B (zh) | 一种扁平导体的电流测量方法、装置、设备及存储介质 | |
| JPWO2011118184A1 (ja) | 電流から発生する磁界を検知して電流量を推定する方法 | |
| US11022632B2 (en) | Electric current sensor | |
| CN109374941B (zh) | 铜排型导线的电流测量方法及装置 | |
| RU2717397C1 (ru) | Устройство и способ для измерения силы тока одного отдельного провода многопроводной системы | |
| CN113917215A (zh) | 一种电流传感器 | |
| CN112611911A (zh) | 电流传感器的磁场检测部件位置确定方法、系统及传感器 | |
| JP2022167857A (ja) | 電流センサ | |
| CN109374940B (zh) | 铜排型导线的电流测量方法及装置 | |
| CN109613321B (zh) | 铜排型导线的电流测量方法及装置 | |
| JP6566188B2 (ja) | 電流センサ | |
| CN215180452U (zh) | 一种交流无磁芯电流传感器 | |
| CN209446649U (zh) | 铜排型导线的电流测量装置 | |
| KR100974650B1 (ko) | 저항 측정장치 및 측정방법 | |
| CN209624669U (zh) | 铜排型导线的电流测量装置 | |
| KR101354031B1 (ko) | 임피던스 측정장치 | |
| CN113574393A (zh) | 电流传感器 | |
| JP2013053914A (ja) | 電流測定装置 | |
| CN209927922U (zh) | 基于pcb的电流检测装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20210817 Address after: 315221 No. 1, Jinxi Road, Jiaochuan street, Zhenhai District, Ningbo City, Zhejiang Province Applicant after: NING BO SINOMAGS ELECTRONIC TECHNOLOGY Co.,Ltd. Address before: 214131 999-8-a2-501, gaolang East Road, Wuxi City, Jiangsu Province Applicant before: Wuxi Ler Technology Co.,Ltd. |
|
| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |