CN113777384B - 四分裂导线电流检测方法、装置、计算机设备和存储介质 - Google Patents
四分裂导线电流检测方法、装置、计算机设备和存储介质 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113777384B CN113777384B CN202111141993.0A CN202111141993A CN113777384B CN 113777384 B CN113777384 B CN 113777384B CN 202111141993 A CN202111141993 A CN 202111141993A CN 113777384 B CN113777384 B CN 113777384B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- wire
- magnetic induction
- included angle
- value
- 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
- 239000004020 conductor Substances 0.000 title claims abstract description 129
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 32
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims abstract description 261
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 22
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims description 18
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 claims description 15
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims description 9
- 230000035699 permeability Effects 0.000 claims description 8
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 7
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 claims 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 20
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 4
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 238000013480 data collection Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
- G01R19/0092—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof measuring current only
-
- 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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
Abstract
本申请涉及一种四分裂导线电流检测方法、装置、计算机设备和存储介质。方法包括：分别获取一个双轴TMR芯片和三个单轴TMR芯片的第一类磁感应强度的测量值；获取双轴TMR芯片的第二类磁感应强度的测量值；获取第一夹角的取值范围和选值间隔，确定第一夹角的预取值集合；确定第一夹角取不同预取值时，对应四分裂导线中每根导线上的电流预测值；根据电流预测值，确定第一夹角取不同预取值时，对应的第二类磁感应强度的计算值；将第二类磁感应强度的计算值与第二类磁感应强度的测量值进行对比，确定第一夹角的最优值；根据第一夹角的最优值，确定四分裂导线中每根导线上的电流目标值。采用本方法能够提高四分裂导线电流测量的精度。
Description
技术领域
本申请涉及电流检测的技术领域，特别是涉及一种四分裂导线电流检测方法、装置、计算机设备和存储介质。
背景技术
随着电力系统高压输电技术的发展，出现了分裂导线的架设输电方式，分裂导线的架设输电方式可以抑制电晕放电和减少线路电抗。在分裂导线进行输电过程中，导线上电流值的检测就显得尤为重要。
目前，电力系统的电流测量主要依靠基于电磁耦合原理的电流互感器。然而，基于电磁耦合原理的电流互感器需要防止互感器内铁芯饱和，存在测量精度低的问题。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提高测量精度的四分裂导线电流检测方法、装置、计算机设备和存储介质。
一种四分裂导线电流检测方法，所述方法包括：
分别获取一个双轴隧道磁电阻芯片和三个单轴隧道磁电阻芯片的第一类磁感应强度的测量值；其中，所述双轴隧道磁电阻芯片和三个所述单轴隧道磁电阻芯片均匀分布在一个圆环的边界上；第一类磁感应的磁敏感方向与相应隧道磁电阻芯片所在位置处的圆环半径相垂直；
获取所述双轴隧道磁电阻芯片的第二类磁感应强度的测量值；其中，所述第二类磁感应的磁敏感方向与所述双轴隧道磁电阻芯片所在位置处的圆环半径相平行；
获取所述圆环的半径和四分裂导线中两相邻导线之间的距离；其中，所述四分裂导线中的第一导线位于所述圆环的内部，第二导线、第三导线和第四导线与所述第一导线分别位于同一个矩形的四个顶点处；
获取第一夹角的取值范围和选值间隔，确定所述第一夹角的预取值集合；所述第一夹角为所述双轴隧道磁电阻芯片位置处圆环半径所在的直线与所述第一导线和所述第四导线连线所在直线的夹角；
将所述第一类磁感应强度的测量值、所述圆环的半径、所述四分裂导线中两相邻导线之间的距离和所述第一夹角四种参数进行线性变换，确定所述第一夹角取不同预取值时，对应的四分裂导线中每根导线上的电流预测值；
根据所述电流预测值，确定所述第一夹角取不同预取值时，对应的第二类磁感应强度的计算值；
将所述第一夹角取不同预取值时对应的第二类磁感应强度的计算值，分别与所述第二类磁感应强度的测量值进行对比，确定第一夹角的最优值；
根据所述第一夹角的最优值，确定所述四分裂导线中每根导线上的电流目标值。
一种四分裂导线电流装置，所述装置包括：
获取模块，用于分别获取一个双轴隧道磁电阻芯片和三个单轴隧道磁电阻芯片的第一类磁感应强度的测量值；其中，所述双轴隧道磁电阻芯片和三个所述单轴隧道磁电阻芯片均匀分布在一个圆环的边界上；第一类磁感应的磁敏感方向与相应隧道磁电阻芯片所在位置处的圆环半径相垂直；
所述获取模块，还用于获取所述双轴隧道磁电阻芯片的第二类磁感应强度的测量值；其中，所述第二类磁感应的磁敏感方向与所述双轴隧道磁电阻芯片所在位置处的圆环半径相平行；
所述获取模块，还用于获取所述圆环的半径和四分裂导线中两相邻导线之间的距离；其中，所述四分裂导线中的第一导线位于所述圆环的内部，第二导线、第三导线和第四导线与所述第一导线分别位于同一个矩形的四个顶点处；
所述获取模块，还用于获取第一夹角的取值范围和选值间隔，确定所述第一夹角的预取值集合；所述第一夹角为所述双轴隧道磁电阻芯片位置处圆环半径所在的直线与所述第一导线和所述第四导线连线所在直线的夹角；
确定模块，用于将所述第一类磁感应强度的测量值、所述圆环的半径、所述四分裂导线中两相邻导线之间的距离和所述第一夹角四种参数进行线性变换，确定所述第一夹角取不同预取值时，对应的四分裂导线中每根导线上的电流预测值；
所述确定模块，还用于根据所述电流预测值，确定所述第一夹角取不同预取值时，对应的第二类磁感应强度的计算值；
所述确定模块，还用于将所述第一夹角取不同预取值时对应的第二类磁感应强度的计算值，分别与所述第二类磁感应强度的测量值进行对比，确定第一夹角的最优值；
所述确定模块，还用于根据所述第一夹角的最优值确定所述四分裂导线中每根导线上的电流目标值。
一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述各方法中的步骤。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述各方法中的步骤。
上述四分裂导线电流检测方法、装置、计算机设备和存储介质，分别获取一个双轴隧道磁电阻芯片和三个单轴隧道磁电阻芯片的第一类磁感应强度的测量值，以及双轴隧道磁电阻芯片的第二类磁感应强度的测量值。根据第一类磁感应强度与四分裂导线中每根导线上电流值之间的关系、以及第一夹角的取值范围和选值间隔，得到第一夹角取不同预取值时，对应的四分裂导线中每根导线上的电流预测值。根据四分裂导线中每根导线上的电流预测值与第二类磁感应强度的关系，确定第一夹角取不同预取值时，对应的第二类磁感应强度的计算值。将第一夹角取不同预取值时对应的第二类磁感应强度的计算值，分别与第二类磁感应强度的测量值进行对比，确定第一夹角的最优值。根据第一夹角的最优值，确定当前第一类磁感应强度的测量值对应的四分裂导线中每根导线上电流值。这样，基于隧道磁电阻芯片的非侵入式电流测量方法，通过空间磁场的离散测量反演四分裂导线的电流，提高了四分裂导线电流测量的精度。
附图说明
图1为一个实施例中四分裂导线电流检测方法的应用环境图；
图2为一个实施例中四分裂导线电流检测方法的流程示意图；
图3为一个实施例中四分裂导线电流在双轴隧道磁电阻芯片处的磁感应强度的原理示意图；
图4为另一个实施例中四分裂导线电流在第一单轴隧道磁电阻芯片处的磁感应强度的原理示意图；
图5为另一个实施例中四分裂导线电流在第二单轴隧道磁电阻芯片处的磁感应强度的原理示意图；
图6为另一个实施例中四分裂导线电流在第三单轴隧道磁电阻芯片处的磁感应强度的原理示意图；
图7为一个实施例中四分裂导线电流检测装置的结构框图；
图8为一个实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
本申请提供的四分裂导线电流检测方法，可以应用于如图1所示的应用环境中。应用环境中包括四分裂导线电流传感器110、四分裂导线120和计算机设备130。其中，四分裂导线电流传感器110通过网络与计算机设备130进行通信。计算机设备130具体可以是终端或服务器。终端可以但不限于是各种个人计算机、笔记本电脑、智能手机、平板电脑和便携式可穿戴设备，服务器可以用独立的服务器或者是多个服务器组成的服务器集群来实现。
以通过计算机设备执行实现本申请中的四分裂导线电流检测方法为例进行说明，计算机设备分别获取一个双轴隧道磁电阻芯片和三个单轴隧道磁电阻芯片的第一类磁感应强度的测量值，并获取双轴隧道磁电阻芯片的第二类磁感应强度的测量值、双轴隧道磁电阻芯片和三个单轴隧道磁电阻芯片所在圆环的半径、四分裂导线中两相邻导线之间的距离以及第一夹角的取值范围和选值间隔。计算机设备将第一类磁感应强度的测量值、双轴隧道磁电阻芯片和三个单轴隧道磁电阻芯片所在圆环的半径、四分裂导线中两相邻导线之间的距离和第一夹角四种参数进行线性变换，确定第一夹角取不同预取值时，对应的四分裂导线中每根导线上的电流预测值。然后计算机设备根据每根导线上的电流预测值，确定第一夹角取不同预取值时，对应的第二类磁感应强度的计算值，并将第二类磁感应强度的计算值与第二类磁感应强度的测量值进行对比，从而确定第一夹角的最优值。最后计算机设备根据第一夹角的最优值，确定四分裂导线中每根导线上的电流目标值。
在一个实施例中，如图2所示，提供了一种四分裂导线电流检测方法，以该方法应用于图1中的计算机设备为例进行说明，该方法包括以下步骤：
步骤S202，分别获取一个双轴隧道磁电阻芯片和三个单轴隧道磁电阻芯片的第一类磁感应强度的测量值；其中，双轴隧道磁电阻芯片和三个单轴隧道磁电阻芯片均匀分布在一个圆环的边界上；第一类磁感应的磁敏感方向与相应隧道磁电阻芯片所在位置处的圆环半径相垂直。
其中，隧道磁电阻(Tunnel Magneto Resistance，TMR)芯片(以下均称为TMR芯片)使用的材料的电阻会因外加磁场而增加或减少，TMR效应具有磁电阻效应大、磁场灵敏度高等优势，主要应用于各类磁传感器。在本申请实施例中，一个双轴TMR芯片和三个单轴TMR芯片均匀分布在一个圆环的边界上，共同组成一个电流传感器。
具体地，计算机设备通过有线或者无线的方式，获取双轴TMR芯片当前测量到的垂直于所在位置处圆环半径的敏感轴方向的磁感应强度值，以及其余三个单轴TMR芯片当前测量到的垂直于所在位置处圆环半径的敏感轴方向的磁感应强度值。
步骤S204，获取双轴隧道磁电阻芯片的第二类磁感应强度的测量值；其中，第二类磁感应的磁敏感方向与双轴隧道磁电阻芯片所在位置处的圆环半径相平行。
具体地，计算机设备通过有线或者无线的方式，获取双轴TMR芯片当前测量到的平行于所在位置处圆环半径的敏感轴方向的磁感应强度值。
在一个实施例中，三个单轴TMR芯片分为第一单轴TMR芯片、第二单轴TMR芯片和第三单轴TMR芯片，双轴TMR芯片和三个单轴TMR芯片均匀分布在一个圆环的边界上，包括：双轴TMR芯片、第一单轴TMR芯片、第二单轴TMR芯片和第三单轴TMR芯片依次分布在圆环的边界上；双轴TMR芯片所在位置处的半径与第一单轴TMR芯片所在位置处的半径之间的夹角为90度；双轴TMR芯片所在位置处的半径与第二单轴TMR芯片所在位置处的半径之间的夹角为180度；第一单轴TMR芯片所在位置处的半径与第三单轴TMR芯片所在位置处的半径之间的夹角为180度。
其中，三个单轴TMR芯片的结构和功能均是一样的，本申请实施例对三个单轴TMR芯片排列的先后顺序不作限定。
具体地，在本申请实施例的电流传感器中，双轴TMR芯片、第一单轴TMR芯片、第二单轴TMR芯片和第三单轴TMR芯片依次分布在圆环的边界上，双轴TMR芯片所在位置处的半径与第一单轴TMR芯片所在位置处的半径之间的夹角为90度；双轴TMR芯片所在位置处的半径与第二单轴TMR芯片所在位置处的半径之间的夹角为180度；第一单轴TMR芯片所在位置处的半径与第三单轴TMR芯片所在位置处的半径之间的夹角为180度。
在其中一个实施例中，如图3所示，T1是一个双轴TMR芯片，T2、T3和T4均是单轴TMR芯片，T1、T2、T3和T4均匀分布在一个圆环的边界上，T1和T2所在半径的夹角为90度，T1和T3所在半径的夹角为180度，T2和T4所在半径的夹角为180度。
在上述实施例中，四个TMR芯片分布在一个圆环的四个方向，可以确保将四个方向的磁场均测量到，从而保证磁感应强度测量值的准确性。
步骤S206，获取圆环的半径和四分裂导线中两相邻导线之间的距离；其中，四分裂导线中的第一导线位于圆环的内部，第二导线、第三导线和第四导线与第一导线分别位于同一个矩形的四个顶点处。
其中，四个TMR芯片组成了一个电流传感器，用于检测四分裂导线中每根导线的电流值。
具体地，四个TMR芯片组成的电流传感器的圆环半径略大于四分裂导线中第一导线的半径，也就是说，可以认为该电流传感器是包裹在第一导线上的，而四分裂导线中两相邻导线之间的距离大于电流传感器的半径，且该距离超过预设阈值，而且四分裂导线中两相邻导线之间是等距的，四分裂导线中的第一导线、第二导线、第三导线和第四导线分别位于同一个矩形的四个顶点处。
在一个实施例中，如图3所示，四个TMR芯片组成的电流传感器的圆环半径为R，L1、L2、L3和L4分别为四分裂导线中的第一导线、第二导线、第三导线和第四导线，两相邻导线之间的距离均为L，且L>R。L1、L2、L3和L4分别位于同一个矩形的四个顶点处，第一导线L1位于电流传感器圆环的内部。
步骤S208，获取第一夹角的取值范围和选值间隔，确定第一夹角的预取值集合；第一夹角为双轴TMR芯片位置处圆环半径所在的直线与第一导线和第四导线连线所在直线的夹角。
其中，第一夹角的取值范围会随着电流传感器的固定而确定。
具体地，计算机设备获取用户输入的第一夹角的取值范围和选值间隔，根据第一夹角的取值范围和选值间隔，得到第一夹角的预取值集合。
在一个实施例中，如图3所示，双轴TMR芯片位置处圆环半径所在的直线与第一导线L1和第四导线L4连线所在直线的第一夹角为θ1，当电流传感器固定时，θ1的变化范围很小。比如，可以认为第一夹角的取值范围为-10°≤θ1≤10°，选值间隔为0.1°，那么，计算机设备就可以根据上述第一夹角的取值范围和选值间隔确定第一夹角的预取值集合。
步骤S210，将第一类磁感应强度的测量值、圆环的半径、四分裂导线中两相邻导线之间的距离和第一夹角四种参数进行线性变换，确定第一夹角取不同预取值时，对应的四分裂导线中每根导线上的电流预测值。
其中，线性变化具体可以是根据比奥-萨法尔定律获取不同TMR芯片位置处的磁感应强度与四分裂导线上不同导线电流之间的关系。
具体地，计算机设备从双轴TMR芯片和三个单轴TMR芯片处分别获取第一类磁感应强度的测量值，然后计算机设备根据比奥-萨法尔定律得到的第一类磁感应强度的测量值、圆环的半径、四分裂导线中两相邻导线之间的距离和第一夹角四种参数之间的关系，确定第一夹角取不同预取值时，对应的四分裂导线中第一导线上的第一电流预测值、第二导线上的第二电流预测值、第三导线上的第三电流预测值、和第四导线上的第四电流预测值。
在一个实施例中，第一类磁感应强度的测量值包括：双轴TMR芯片的第一类磁感应强度的测量值、第一单轴TMR芯片的第一类磁感应强度的测量值、第二单轴TMR芯片的第一类磁感应强度的测量值、以及第三单轴TMR芯片的第一类磁感应强度的测量值；双轴TMR芯片的第一类磁感应强度的测量值，由第一导线、第二导线、第三导线和第四导线，分别在双轴TMR芯片位置处的第一类磁感应强度分量线性相加得到；第一单轴TMR芯片的第一类磁感应强度的测量值，由第一导线、第二导线、第三导线和第四导线，分别在第一单轴TMR芯片位置处的第一类磁感应强度分量线性相加得到；第二单轴TMR芯片的第一类磁感应强度的测量值，由第一导线、第二导线、第三导线和第四导线，分别在第二单轴TMR芯片位置处的第一类磁感应强度分量线性相加得到；第三单轴TMR芯片的第一类磁感应强度的测量值，由第一导线、第二导线、第三导线和第四导线，分别在第三单轴TMR芯片位置处的第一类磁感应强度分量线性相加得到；其中，由双轴TMR芯片的第一类磁感应强度、第一单轴TMR芯片的第一类磁感应强度、第二单轴TMR芯片的第一类磁感应强度和第三单轴TMR芯片的第一类磁感应强度进行联合，所构成的四元一次方程组，用于确定四分裂导线中每根导线上的电流值。
其中，四元一次方程组用于根据第一类磁感应强度的测量值求解四分裂导线中每根导线上的电流值。
具体地，双轴TMR芯片的第一类磁感应强度的测量值，由四分裂导线中各导线在该双轴TMR芯片位置处的第一类磁感应强度分量线性相加得到。第一单轴TMR芯片的第一类磁感应强度的测量值，由四分裂导线中各导线在该单轴TMR芯片位置处的第一类磁感应强度分量线性相加得到。第二单轴TMR芯片的第一类磁感应强度的测量值，由四分裂导线中各导线在该单轴TMR芯片位置处的第一类磁感应强度分量线性相加得到。第三单轴TMR芯片的第一类磁感应强度的测量值，由四分裂导线中各导线在该单轴TMR芯片位置处的第一类磁感应强度分量线性相加得到。最后，计算机设备根据双轴TMR芯片的第一类磁感应强度、第一单轴TMR芯片的第一类磁感应强度、第二单轴TMR芯片的第一类磁感应强度和第三单轴TMR芯片的第一类磁感应强度进行联合构成的四元一次方程组，可确定四分裂导线中每根导线上的电流值。
在一个实施例中，如图3所示，双轴TMR芯片T1的第一类磁感应强度的测量值B1由四分裂导线中第一导线L1、第二导线L2、第三导线L3和第四导线L4在该双轴TMR芯片位置处的第一类磁感应强度分量B1,1、B1,2、B1,3和B1,4线性相加得到，即：B1＝B1,1+B1,2+B1,3+B1,4。
在一个实施例中，如图4所示，第一单轴TMR芯片T2的第一类磁感应强度的测量值B2由四分裂导线中第一导线L1、第二导线L2、第三导线L3和第四导线L4在该单轴TMR芯片位置处的第一类磁感应强度分量B2,1、B2,2、B2,3和B2,4线性相加得到，即：B2＝B2,1+B2,2+B2,3+B2,4。
在一个实施例中，如图5所示，第二单轴TMR芯片T3的第一类磁感应强度的测量值B3由四分裂导线中第一导线L1、第二导线L2、第三导线L3和第四导线L4在该单轴TMR芯片位置处的第一类磁感应强度分量B3,1、B3,2、B3,3和B3,4线性相加得到，即：B3＝B3,1+B3,2+B3,3+B3,4。
在一个实施例中，如图6所示，第三单轴TMR芯片T4的第一类磁感应强度的测量值B4由四分裂导线中第一导线L1、第二导线L2、第三导线L3和第四导线L4在该单轴TMR芯片位置处的第一类磁感应强度分量B4,1、B4,2、B4,3和B4,4线性相加得到，即：B4＝B4,1+B4,2+B4,3+B4,4。
在上述实施例中，每一个TMR芯片的第一类磁感应强度的测量值均考虑了四分裂导线中每根导线对TMR芯片的影响，从而可以更加准确的得到每个TMR芯片的第一类磁感应强度的测量值。将四个TMR芯片的第一类磁感应强度的计算公式进行联合构成四元一次方程组，则可以基于每个TMR芯片的第一类磁感应强度的测量值准确的得到四分裂导线中每根导线上的电流值。
在一个实施例中，第一导线在双轴TMR芯片位置处的第一类磁感应强度分量，是由四分裂导线中第一导线上的第一电流、圆环半径、第一夹角以及常数进行线性变换得到；其中，常数是真空磁导率与2π的比值；第二导线在双轴TMR芯片位置处的第一类磁感应强度分量，是由四分裂导线中第二导线上的第二电流、圆环半径、四分裂导线中两相邻导线之间的距离、第一夹角和常数进行线性变换得到的；第三导线在双轴TMR芯片位置处的第一类磁感应强度分量，是由四分裂导线中第三导线上的第三电流、圆环半径、四分裂导线中两相邻导线之间的距离、第一夹角和常数进行线性变换得到的；第四导线在双轴TMR芯片位置处的第一类磁感应强度分量，是由四分裂导线中第四导线上的第四电流、圆环半径、四分裂导线中两相邻导线之间的距离、第一夹角和常数进行线性变换得到的。
其中，常数μ0为真空磁导率，μ0＝4π×10-7N/A2(牛顿/安培2)，π是圆周率。
具体地，四分裂导线中，每一个导线在双轴TMR芯片位置处的第一类磁感应强度分量均可以表示成相应导线上的电流、圆环半径、四分裂导线中两相邻导线之间的距离、第一夹角和一个与真空磁导率相关的常数的线性关系。同理，每一个导线分别在三个单轴TMR芯片位置处的第一类磁感应强度分量也均可以表示成相应导线上的电流、圆环半径、四分裂导线中两相邻导线之间的距离、第一夹角和一个与真空磁导率相关的常数的线性关系。
在一个实施例中，如图3所示，根据比奥-萨法尔定律，第一导线L1在双轴TMR芯片T1位置处的第一类磁感应强度分量为：第二导线L2在双轴TMR芯片T1位置处的第一类磁感应强度分量为：/>第三导线L3在双轴TMR芯片T1位置处的第一类磁感应强度分量为：/>第四导线L4在双轴TMR芯片T1位置处的第一类磁感应强度分量为：/>其中，在本实施例中，y1、y2、y3和y4分别为双轴TMR芯片T1与导线L1、L2、L3和L4的距离，I1、I2、I3和I4表示第一导线L1、第二导线L2、第三导线L3和第四导线L4上的电流，θ2、θ3和θ4分别为导线L2、L3和L4与T1连线所在的直线和双轴TMR芯片T1所在位置半径的夹角。并且，y2、y3、y4、θ2、θ3和θ4与圆环半径R、两相邻导线的距离L和第一夹角θ1之间的关系分别为：/>
在一个实施例中，如图4所示，根据比奥-萨法尔定律，第一导线L1在第一单轴TMR芯片T2位置处的第一类磁感应强度分量为：第二导线L2在第一单轴TMR芯片T2位置处的第一类磁感应强度分量为：/>第三导线L3在第一单轴TMR芯片T2位置处的第一类磁感应强度分量为：/>第四导线L4在第一单轴TMR芯片T2位置处的第一类磁感应强度分量为：/>其中，在本实施例中，y1、y2、y3和y4分别为第一单轴TMR芯片T2与导线L1、L2、L3和L4的距离，I1、I2、I3和I4表示第一导线L1、第二导线L2、第三导线L3和第四导线L4上的电流，θ2、θ3和θ4分别为导线L2、L3和L4与T2连线所在的直线和T2所在位置半径的夹角。并且，y2、y3、y4、θ2、θ3和θ4与圆环半径R、两相邻导线的距离L和第一夹角θ1之间的关系分别为：
在一个实施例中，如图5所示，根据比奥-萨法尔定律，第一导线L1在第二单轴TMR芯片T3位置处的第一类磁感应强度分量为：第二导线L2在第二单轴TMR芯片T3位置处的第一类磁感应强度分量为：/>第三导线L3在第二单轴TMR芯片T3位置处的第一类磁感应强度分量为：/>第四导线L4在第二单轴TMR芯片T3位置处的第一类磁感应强度分量为：/>其中，在本实施例中，y1、y2、y3和y4分别为第二单轴TMR芯片T3与导线L1、L2、L3和L4的距离，I1、I2、I3和I4表示第一导线L1、第二导线L2、第三导线L3和第四导线L4上的电流，θ2、θ3和θ4分别为导线L2、L3和L4与T3连线所在的直线和T3所在位置半径的夹角。并且，y2、y3、y4、θ2、θ3和θ4与圆环半径R、两相邻导线的距离L和第一夹角θ1之间的关系分别为：
在一个实施例中，如图6所示，根据比奥-萨法尔定律，第一导线L1在第三单轴TMR芯片T4位置处的第一类磁感应强度分量为：第二导线L2在第三单轴TMR芯片T4位置处的第一类磁感应强度分量为：/>第三导线L3在第三单轴TMR芯片T4位置处的第一类磁感应强度分量为：/>第四导线L4在第三单轴TMR芯片T4位置处的第一类磁感应强度分量为：/>其中，在本实施例中，y1、y2、y3和y4分别为第三单轴TMR芯片T4与导线L1、L2、L3和L4的距离，I1、I2、I3和I4表示第一导线L1、第二导线L2、第三导线L3和第四导线L4上的电流，θ2、θ3和θ4分别为导线L2、L3和L4与T4连线所在的直线和T4所在位置半径的夹角。并且，y2、y3、y4、θ2、θ3和θ4与圆环半径R、两相邻导线的距离L和第一夹角θ1之间的关系分别为：
在一个总的实施例中，根据图3所示，双轴TMR芯片T1的第一类磁感应强度的测量值B1为：
根据图4所示，第一单轴TMR芯片T2的第一类磁感应强度的测量值B2为：
根据图5所示，第二单轴TMR芯片T3的第一类磁感应强度的测量值B3为：
根据图6所示，第三单轴TMR芯片T4的第一类磁感应强度的测量值B4为：
将双轴TMR芯片T1的第一类磁感应强度B1、第一单轴TMR芯片T2的第一类磁感应强度的测量值B2、第二单轴TMR芯片T3的第一类磁感应强度的测量值B3、第三单轴TMR芯片T4的第一类磁感应强度的测量值B4进行联合，构成四元一次方程组为：
即：
用于确定四分裂导线中第一导线L1、第二导线L2、第三导线L3和第四导线L4上的电流值I1、I2、I3和I4。
在上述实施例中，将每个导线在不同TMR芯片位置处的第一类磁感应强度分量均表示成相应导线上的电流、圆环半径、四分裂导线中两相邻导线之间的距离、第一夹角和一个与真空磁导率相关的常数的线性关系，可以减少参数的数量，方便将公式联合构成四元一次方程组，从而确定四分裂导线中每根导线上的电流值。
步骤S212，根据电流预测值，确定第一夹角取不同预取值时，对应的第二类磁感应强度的计算值。
其中，电流预测值是根据第一夹角取不同预取值时得到的，所以，使用电流预测值和第一夹角不同预取值确定第二类磁感应强度的计算值时，第一夹角的取值需要与获得电流预测值时使用的第一夹角预取值一一对应。
具体地，计算机设备根据步骤S210得到的四分裂导线中第一导线上的第一电流预测值、第二导线上的第二电流预测值、第三导线上的第三电流预测值、和第四导线上的第四电流预测值，并使用得到相应电流预测值的第一夹角预取值，确定与相应电流预测值和第一夹角预取值对应的第二类磁感应强度的计算值。
在一个实施例中，根据电流预测值，确定第一夹角取不同预取值时，对应的第二类磁感应强度的计算值，包括：根据第一导线上的第一电流、圆环半径、四分裂导线中两相邻导线之间的距离、第一夹角以及常数，确定第一导线在双轴隧道磁电阻芯片位置处的第二类磁感应强度的第一分量计算值；根据第二导线上的第二电流、圆环半径、四分裂导线中两相邻导线之间的距离、第一夹角以及常数，确定第二导线在双轴隧道磁电阻芯片位置处的第二类磁感应强度的第二分量计算值；根据第三导线上的第三电流、圆环半径、四分裂导线中两相邻导线之间的距离、第一夹角以及常数，确定第三导线在双轴隧道磁电阻芯片位置处的第二类磁感应强度的第三分量计算值；根据第四导线上的第四电流、圆环半径、四分裂导线中两相邻导线之间的距离、第一夹角以及常数，确定第四导线在双轴隧道磁电阻芯片位置处的第二类磁感应强度的第四分量计算值；根据第一分量计算值、第二分量计算值、第三分量计算值和第四分量计算值，确定第一夹角取不同预取值时对应的第二类磁感应强度的计算值。
其中，第二类磁感应强度的磁敏感方向垂直于与第一类磁感应强度的磁敏感方向。
具体地，类比于不同导线在双轴TMR芯片位置处的第一类磁感应强度分量的计算公式，如图3所示，B5为在平行于双轴TMR芯片所在位置圆环半径的敏感轴方向上测量到的第二类磁感应强度。因为B5垂直于B1，所以类比于B1的计算方式可知，第二类磁感应强度B5的计算公式为：
B5＝B5,1+B5,2+B5,3+B5,4
因为第一个导线L1在B5方向上的分量恒等于零，所以，B5,1＝0，即：
其中，μ0为真空磁导率，μ0＝4π×10-7N/A2(牛顿/安培2)， 所以，第二类磁感应强度B5是一个与圆环的半径R、四分裂导线中两相邻导线之间的距离L、第一夹角θ1、第一导线L1电流I1、第二导线L2电流I2、第三导线L3电流I3以及第四导线L4电流I4有关的参数。根据第一导线、第二导线、第三导线和第四导线的电流预测值，在圆环的半径R、四分裂导线中两相邻导线之间的距离L已知的情况下，可以确定第一夹角θ1取不同预取值时，对应的第二类磁感应强度B5的计算值。
在上述实施例中，通过将第二类磁感应强度表示成与圆环的半径、四分裂导线中两相邻导线之间的距离、第一夹角、四分裂导线电流有关的参数，可以获取第一夹角取不同预取值时，对应的第二类磁感应强度的计算值，并将第二类磁感应强度的计算值与第二类磁感应强度的测量值进行对比，从而确定第一夹角的最优值。将四分裂导线在双轴TMR芯片位置处的第二类磁感应强度分量进行线性相加，增加了第二类磁感应强度计算值的准确性，从而提高第一夹角最优值确定的准确性。
步骤S214，将第一夹角取不同预取值时对应的第二类磁感应强度的计算值，分别与第二类磁感应强度的测量值进行对比，确定第一夹角的最优值。
具体地，计算机设备将根据公式(2)得到的第一夹角取不同预取值时对应的第二类磁感应强度的计算值分别与第二类磁感应强度的测量值进行对比，确定第一夹角的最优值。
在一个实施例中，第一夹角的最优值，是与第二类磁感应强度的测量值最接近的第二类磁感应强度的计算值所对应的第一夹角的预取值。
比如，第一夹角的取值分别为a、b、c，根据第一夹角计算得到的对应的第二类磁感应强度的计算值分别为A、B、C，第二类磁感应强度的测量值为P，若A、B、C中B与P之间的差值最小，则对应的b是第一夹角的最优值。
在上述实施例中，通过选取与第二类磁感应强度的测量值最接近的第二类磁感应强度的计算值对应的第一夹角的取值，可以更加准确的获取第一夹角的最优值。
步骤S216，根据第一夹角的最优值，确定所述四分裂导线中每根导线上的电流目标值。
具体地，计算机设备根据已确定的第一夹角的最优值，采用公式(1)计算得到四分裂导线中第一导线上的第一电流目标值、第二导线上的第二电流目标值、第三导线上的第三电流目标值、和第四导线上的第四电流目标值。
上述四分裂导线电流检测方法中，分别获取一个双轴隧道磁电阻芯片和三个单轴隧道磁电阻芯片的第一类磁感应强度的测量值，以及双轴隧道磁电阻芯片的第二类磁感应强度的测量值。根据第一类磁感应强度与四分裂导线中每根导线上电流值之间的关系、以及第一夹角的取值范围和选值间隔，得到第一夹角取不同预取值时，对应的四分裂导线中每根导线上的电流预测值。根据四分裂导线中每根导线上的电流预测值与第二类磁感应强度的关系，确定第一夹角取不同预取值时，对应的第二类磁感应强度的计算值。将第一夹角取不同预取值时对应的第二类磁感应强度的计算值，分别与第二类磁感应强度的测量值进行对比，确定第一夹角的最优值。根据第一夹角的最优值，确定当前第一类磁感应强度的测量值对应的四分裂导线中每根导线上电流值。这样，基于隧道磁电阻芯片的非侵入式电流测量方法，通过空间磁场的离散测量反演四分裂导线的电流，提高了四分裂导线电流测量的精度。
在一个实施例中，该方法还包括：定期更新第一夹角的预取值，获取更新后的第一夹角的最优值。
具体地，计算机设备从用户或其他角度数据采集设备处定期获取第一夹角的取值范围和选值间隔，并更新第一夹角的预取值集合，并且，计算机设备从电流传感器的四个TMR芯片处获取相应的第一类磁感应强度的测量值，然后根据公式(1)计算得到不同第一夹角预取值对应的四分裂导线上的电流，在根据公式(2)计算不同第一夹角预取值对应的双轴TMR芯片的第二类磁感应强度的计算值，并将该计算值与第二类磁感应强度的测量值进行对比，从而确定并更新第一夹角的最优取值。
在本实施例中，定期更新第一夹角的预取值，获取更新后的第一夹角的最优值，可以调整电流传感器因震动、摇摆等因素导致的误差。
应该理解的是，虽然图2的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图2中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
在一个实施例中，如图7所示，提供了一种四分裂导线电流检测装置700，包括：获取模块701、确定模块702，其中：
获取模块701，用于分别获取一个双轴TMR芯片和三个单轴TMR芯片的第一类磁感应强度的测量值；其中，双轴TMR芯片和三个单轴TMR芯片均匀分布在一个圆环的边界上；第一类磁感应的磁敏感方向与相应TMR芯片所在位置处的圆环半径相垂直。
获取模块701，还用于获取双轴TMR芯片的第二类磁感应强度的测量值；其中，第二类磁感应的磁敏感方向与双轴TMR芯片所在位置处的圆环半径相平行。
获取模块701，还用于获取圆环的半径和四分裂导线中两相邻导线之间的距离；其中，四分裂导线中的第一导线位于圆环的内部，第二导线、第三导线和第四导线与第一导线分别位于同一个矩形的四个顶点处。
获取模块701，还用于获取第一夹角的取值范围和选值间隔，确定第一夹角的预取值集合；第一夹角为双轴TMR芯片位置处圆环半径所在的直线与第一导线和第四导线连线所在直线的夹角。
确定模块702，用于将第一类磁感应强度的测量值、圆环的半径、四分裂导线中两相邻导线之间的距离和第一夹角四种参数进行线性变换，确定第一夹角取不同预取值时，对应的四分裂导线中每根导线上的电流预测值。
确定模块702，还用于根据电流预测值，确定第一夹角取不同预取值时，对应的第二类磁感应强度的计算值。
确定模块702，还用于将第一夹角取不同预取值时对应的第二类磁感应强度的计算值，分别与第二类磁感应强度的测量值进行对比，确定第一夹角的最优值。
确定模块702，还用于根据第一夹角的最优值，确定所述四分裂导线中每根导线上的电流目标值。
在一个实施例中，三个单轴隧道磁电阻芯片分为第一单轴隧道磁电阻芯片、第二单轴隧道磁电阻芯片和第三单轴隧道磁电阻芯片，双轴隧道磁电阻芯片和三个单轴隧道磁电阻芯片均匀分布在一个圆环的边界上，包括：双轴隧道磁电阻芯片、第一单轴隧道磁电阻芯片、第二单轴隧道磁电阻芯片和第三单轴隧道磁电阻芯片依次分布在圆环的边界上；双轴隧道磁电阻芯片所在位置处的半径与第一单轴隧道磁电阻芯片所在位置处的半径之间的夹角为90度；双轴隧道磁电阻芯片所在位置处的半径与第二单轴隧道磁电阻芯片所在位置处的半径之间的夹角为180度；第一单轴隧道磁电阻芯片所在位置处的半径与第三单轴隧道磁电阻芯片所在位置处的半径之间的夹角为180度。
在一个实施例中，第一类磁感应强度的测量值包括：双轴隧道磁电阻芯片的第一类磁感应强度的测量值、第一单轴隧道磁电阻芯片的第一类磁感应强度的测量值、第二单轴隧道磁电阻芯片的第一类磁感应强度的测量值、以及第三单轴隧道磁电阻芯片的第一类磁感应强度的测量值；双轴隧道磁电阻芯片的第一类磁感应强度的测量值，由第一导线、第二导线、第三导线和第四导线，分别在双轴隧道磁电阻芯片位置处的第一类磁感应强度分量线性相加得到；第一单轴隧道磁电阻芯片的第一类磁感应强度的测量值，由第一导线、第二导线、第三导线和第四导线，分别在第一单轴隧道磁电阻芯片位置处的第一类磁感应强度分量线性相加得到；第二单轴隧道磁电阻芯片的第一类磁感应强度的测量值，由第一导线、第二导线、第三导线和第四导线，分别在第二单轴隧道磁电阻芯片位置处的第一类磁感应强度分量线性相加得到；第三单轴隧道磁电阻芯片的第一类磁感应强度的测量值，由第一导线、第二导线、第三导线和第四导线，分别在第三单轴隧道磁电阻芯片位置处的第一类磁感应强度分量线性相加得到；其中，由双轴隧道磁电阻芯片的第一类磁感应强度、第一单轴隧道磁电阻芯片的第一类磁感应强度、第二单轴隧道磁电阻芯片的第一类磁感应强度和第三单轴隧道磁电阻芯片的第一类磁感应强度进行联合，所构成的四元一次方程组，用于确定四分裂导线中每根导线上的电流值。
在一个实施例中，第一导线在双轴隧道磁电阻芯片位置处的第一类磁感应强度分量，是由四分裂导线中第一导线上的第一电流、圆环半径、第一夹角以及常数进行线性变换得到；其中，常数是真空磁导率与2π的比值；第二导线在双轴隧道磁电阻芯片位置处的第一类磁感应强度分量，是由四分裂导线中第二导线上的第二电流、圆环半径、四分裂导线中两相邻导线之间的距离、第一夹角和常数进行线性变换得到的；第三导线在双轴隧道磁电阻芯片位置处的第一类磁感应强度分量，是由四分裂导线中第三导线上的第三电流、圆环半径、四分裂导线中两相邻导线之间的距离、第一夹角和常数进行线性变换得到的；第四导线在双轴隧道磁电阻芯片位置处的第一类磁感应强度分量，是由四分裂导线中第四导线上的第四电流、圆环半径、四分裂导线中两相邻导线之间的距离、第一夹角和常数进行线性变换得到的。
在一个实施例中，确定模块702，还用于根据电流预测值，确定第一夹角取不同预取值时，对应的第二类磁感应强度的计算值，包括：根据第一导线上的第一电流、圆环半径、四分裂导线中两相邻导线之间的距离、第一夹角以及常数，确定第一导线在双轴隧道磁电阻芯片位置处的第二类磁感应强度的第一分量计算值；根据第二导线上的第二电流、圆环半径、四分裂导线中两相邻导线之间的距离、第一夹角以及常数，确定第二导线在双轴隧道磁电阻芯片位置处的第二类磁感应强度的第二分量计算值；根据第三导线上的第三电流、圆环半径、四分裂导线中两相邻导线之间的距离、第一夹角以及常数，确定第三导线在双轴隧道磁电阻芯片位置处的第二类磁感应强度的第三分量计算值；根据第四导线上的第四电流、圆环半径、四分裂导线中两相邻导线之间的距离、第一夹角以及常数，确定第四导线在双轴隧道磁电阻芯片位置处的第二类磁感应强度的第四分量计算值；根据第一分量计算值、第二分量计算值、第三分量计算值和第四分量计算值，确定第一夹角取不同预取值时对应的第二类磁感应强度的计算值。
在一个实施例中，第一夹角的最优值，是与第二类磁感应强度的测量值最接近的第二类磁感应强度的计算值所对应的第一夹角的预取值。
在一个实施例中，该方法还包括：定期更新第一夹角的预取值，获取更新后的第一夹角的最优值。
上述四分裂导线电流检测装置，分别获取一个双轴隧道磁电阻芯片和三个单轴隧道磁电阻芯片的第一类磁感应强度的测量值，以及双轴隧道磁电阻芯片的第二类磁感应强度的测量值。根据第一类磁感应强度与四分裂导线中每根导线上电流值之间的关系、以及第一夹角的取值范围和选值间隔，得到第一夹角取不同预取值时，对应的四分裂导线中每根导线上的电流预测值。根据四分裂导线中每根导线上的电流预测值与第二类磁感应强度的关系，确定第一夹角取不同预取值时，对应的第二类磁感应强度的计算值。将第一夹角取不同预取值时对应的第二类磁感应强度的计算值，分别与第二类磁感应强度的测量值进行对比，确定第一夹角的最优值。根据第一夹角的最优值，确定当前第一类磁感应强度的测量值对应的四分裂导线中每根导线上电流值。这样，基于隧道磁电阻芯片的非侵入式电流测量方法，通过空间磁场的离散测量反演四分裂导线的电流，提高了四分裂导线电流测量的精度。
关于四分裂导线电流检测装置的具体限定可以参见上文中对于四分裂导线电流检测方法的限定，在此不再赘述。上述四分裂导线电流检测装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是终端或服务器，其内部结构图可以如图8所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器和网络接口。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的数据库用于存储不同TMR芯片处的磁感应强度数据。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种四分裂导线电流检测方法。
本领域技术人员可以理解，图8中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
在一个实施例中，还提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现上述各方法实施例中的步骤。
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述各方法实施例中的步骤。
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，的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-OnlyMemory，ROM)、磁带、软盘、闪存或光存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)或外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)等。
以上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。
以上实施例仅表达了本申请的几种实施方式，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，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种四分裂导线电流检测方法，其特征在于，所述方法包括：
分别获取一个双轴隧道磁电阻芯片和三个单轴隧道磁电阻芯片的第一类磁感应强度的测量值；其中，所述双轴隧道磁电阻芯片和三个所述单轴隧道磁电阻芯片均匀分布在一个圆环的边界上；第一类磁感应的磁敏感方向与相应隧道磁电阻芯片所在位置处的圆环半径相垂直；
获取所述双轴隧道磁电阻芯片的第二类磁感应强度的测量值；其中，所述第二类磁感应的磁敏感方向与所述双轴隧道磁电阻芯片所在位置处的圆环半径相平行；
获取所述圆环的半径和四分裂导线中两相邻导线之间的距离；其中，所述四分裂导线中的第一导线位于所述圆环的内部，第二导线、第三导线和第四导线与所述第一导线分别位于同一个矩形的四个顶点处；
获取第一夹角的取值范围和选值间隔，确定所述第一夹角的预取值集合；所述第一夹角为所述双轴隧道磁电阻芯片位置处圆环半径所在的直线与所述第一导线和所述第四导线连线所在直线的夹角；
将所述第一类磁感应强度的测量值、所述圆环的半径、所述四分裂导线中两相邻导线之间的距离和所述第一夹角四种参数进行线性变换，确定所述第一夹角取不同预取值时，对应的四分裂导线中每根导线上的电流预测值；
根据所述电流预测值，确定所述第一夹角取不同预取值时，对应的第二类磁感应强度的计算值；
将所述第一夹角取不同预取值时对应的第二类磁感应强度的计算值，分别与所述第二类磁感应强度的测量值进行对比，确定第一夹角的最优值；
根据所述第一夹角的最优值，确定所述四分裂导线中每根导线上的电流目标值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述三个单轴隧道磁电阻芯片分为第一单轴隧道磁电阻芯片、第二单轴隧道磁电阻芯片和第三单轴隧道磁电阻芯片，所述双轴隧道磁电阻芯片和三个所述单轴隧道磁电阻芯片均匀分布在一个圆环的边界上，包括：
所述双轴隧道磁电阻芯片、所述第一单轴隧道磁电阻芯片、所述第二单轴隧道磁电阻芯片和所述第三单轴隧道磁电阻芯片依次分布在所述圆环的边界上；
所述双轴隧道磁电阻芯片所在位置处的半径与所述第一单轴隧道磁电阻芯片所在位置处的半径之间的夹角为90度；
所述双轴隧道磁电阻芯片所在位置处的半径与所述第二单轴隧道磁电阻芯片所在位置处的半径之间的夹角为180度；
所述第一单轴隧道磁电阻芯片所在位置处的半径与所述第三单轴隧道磁电阻芯片所在位置处的半径之间的夹角为180度。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一类磁感应强度的测量值包括：所述双轴隧道磁电阻芯片的第一类磁感应强度的测量值、所述第一单轴隧道磁电阻芯片的第一类磁感应强度的测量值、所述第二单轴隧道磁电阻芯片的第一类磁感应强度的测量值、以及所述第三单轴隧道磁电阻芯片的第一类磁感应强度的测量值；
所述双轴隧道磁电阻芯片的第一类磁感应强度的测量值，由所述第一导线、所述第二导线、所述第三导线和所述第四导线，分别在所述双轴隧道磁电阻芯片位置处的第一类磁感应强度分量线性相加得到；
所述第一单轴隧道磁电阻芯片的第一类磁感应强度的测量值，由所述第一导线、所述第二导线、所述第三导线和所述第四导线，分别在所述第一单轴隧道磁电阻芯片位置处的第一类磁感应强度分量线性相加得到；
所述第二单轴隧道磁电阻芯片的第一类磁感应强度的测量值，由所述第一导线、所述第二导线、所述第三导线和所述第四导线，分别在所述第二单轴隧道磁电阻芯片位置处的第一类磁感应强度分量线性相加得到；
所述第三单轴隧道磁电阻芯片的第一类磁感应强度的测量值，由所述第一导线、所述第二导线、所述第三导线和所述第四导线，分别在所述第三单轴隧道磁电阻芯片位置处的第一类磁感应强度分量线性相加得到；
其中，由所述双轴隧道磁电阻芯片的第一类磁感应强度、所述第一单轴隧道磁电阻芯片的第一类磁感应强度、所述第二单轴隧道磁电阻芯片的第一类磁感应强度和所述第三单轴隧道磁电阻芯片的第一类磁感应强度进行联合，所构成的四元一次方程组，用于确定四分裂导线中每根导线上的电流值。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一导线在所述双轴隧道磁电阻芯片位置处的第一类磁感应强度分量，是由所述四分裂导线中第一导线上的第一电流、所述圆环半径、所述第一夹角以及常数进行线性变换得到；其中，所述常数是真空磁导率与2π的比值；
所述第二导线在所述双轴隧道磁电阻芯片位置处的第一类磁感应强度分量，是由所述四分裂导线中第二导线上的第二电流、所述圆环半径、所述四分裂导线中两相邻导线之间的距离、所述第一夹角和所述常数进行线性变换得到的；
所述第三导线在所述双轴隧道磁电阻芯片位置处的第一类磁感应强度分量，是由所述四分裂导线中第三导线上的第三电流、所述圆环半径、所述四分裂导线中两相邻导线之间的距离、所述第一夹角和所述常数进行线性变换得到的；
所述第四导线在所述双轴隧道磁电阻芯片位置处的第一类磁感应强度分量，是由所述四分裂导线中第四导线上的第四电流、所述圆环半径、所述四分裂导线中两相邻导线之间的距离、所述第一夹角和所述常数进行线性变换得到的。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述电流预测值，确定所述第一夹角取不同预取值时，对应的第二类磁感应强度的计算值，包括：
根据所述第一导线上的第一电流、所述圆环半径、所述四分裂导线中两相邻导线之间的距离、所述第一夹角以及常数，确定所述第一导线在所述双轴隧道磁电阻芯片位置处的第二类磁感应强度的第一分量计算值；
根据所述第二导线上的第二电流、所述圆环半径、所述四分裂导线中两相邻导线之间的距离、所述第一夹角以及所述常数，确定所述第二导线在所述双轴隧道磁电阻芯片位置处的第二类磁感应强度的第二分量计算值；
根据所述第三导线上的第三电流、所述圆环半径、所述四分裂导线中两相邻导线之间的距离、所述第一夹角以及所述常数，确定所述第三导线在所述双轴隧道磁电阻芯片位置处的第二类磁感应强度的第三分量计算值；
根据所述第四导线上的第四电流、所述圆环半径、所述四分裂导线中两相邻导线之间的距离、所述第一夹角以及所述常数，确定所述第四导线在所述双轴隧道磁电阻芯片位置处的第二类磁感应强度的第四分量计算值；
根据所述第一分量计算值、第二分量计算值、第三分量计算值和第四分量计算值，确定所述第一夹角取不同预取值时对应的第二类磁感应强度的计算值。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一夹角的最优值，是与所述第二类磁感应强度的测量值最接近的第二类磁感应强度的计算值所对应的所述第一夹角的预取值。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：定期更新第一夹角的预取值，获取更新后的第一夹角的最优值。
8.一种四分裂导线电流检测装置，其特征在于，所述装置包括：
获取模块，用于分别获取一个双轴隧道磁电阻芯片和三个单轴隧道磁电阻芯片的第一类磁感应强度的测量值；其中，所述双轴隧道磁电阻芯片和三个所述单轴隧道磁电阻芯片均匀分布在一个圆环的边界上；第一类磁感应的磁敏感方向与相应隧道磁电阻芯片所在位置处的圆环半径相垂直；
所述获取模块，还用于获取所述双轴隧道磁电阻芯片的第二类磁感应强度的测量值；其中，所述第二类磁感应的磁敏感方向与所述双轴隧道磁电阻芯片所在位置处的圆环半径相平行；
所述获取模块，还用于获取所述圆环的半径和四分裂导线中两相邻导线之间的距离；其中，所述四分裂导线中的第一导线位于所述圆环的内部，第二导线、第三导线和第四导线与所述第一导线分别位于同一个矩形的四个顶点处；
所述获取模块，还用于获取第一夹角的取值范围和选值间隔，确定所述第一夹角的预取值集合；所述第一夹角为所述双轴隧道磁电阻芯片位置处圆环半径所在的直线与所述第一导线和所述第四导线连线所在直线的夹角；
确定模块，用于将所述第一类磁感应强度的测量值、所述圆环的半径、所述四分裂导线中两相邻导线之间的距离和所述第一夹角四种参数进行线性变换，确定所述第一夹角取不同预取值时，对应的四分裂导线中每根导线上的电流预测值；
所述确定模块，还用于根据所述电流预测值，确定所述第一夹角取不同预取值时，对应的第二类磁感应强度的计算值；
所述确定模块，还用于将所述第一夹角取不同预取值时对应的第二类磁感应强度的计算值，分别与所述第二类磁感应强度的测量值进行对比，确定第一夹角的最优值；
所述确定模块，还用于根据所述第一夹角的最优值，确定所述四分裂导线中每根导线上的电流目标值。
9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。
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，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111141993.0A CN113777384B (zh) | 2021-09-28 | 2021-09-28 | 四分裂导线电流检测方法、装置、计算机设备和存储介质 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111141993.0A CN113777384B (zh) | 2021-09-28 | 2021-09-28 | 四分裂导线电流检测方法、装置、计算机设备和存储介质 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113777384A CN113777384A (zh) | 2021-12-10 |
| CN113777384B true CN113777384B (zh) | 2023-12-12 |
Family
ID=78854109
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111141993.0A Active CN113777384B (zh) | 2021-09-28 | 2021-09-28 | 四分裂导线电流检测方法、装置、计算机设备和存储介质 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113777384B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114706020B (zh) * | 2022-02-21 | 2024-12-31 | 贵州电网有限责任公司 | 基于磁场传感芯片的圆环形阵列电流测量方法 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006136577A1 (de) * | 2005-06-23 | 2006-12-28 | Siemens Aktiengesellschaft | Stromsensor zur galvanisch getrennten strommessung |
| CN103050918A (zh) * | 2013-02-16 | 2013-04-17 | 重庆大学 | 四分裂导线输电线路电流循环智能融冰装置 |
| EP3124989A1 (en) * | 2014-03-28 | 2017-02-01 | Multidimension Technology Co., Ltd. | Single-chip three-axis magnetic field sensor and preparation method therefor |
| CN109752586A (zh) * | 2019-03-13 | 2019-05-14 | 无锡乐尔科技有限公司 | 基于pcb的电流检测装置 |
| CN111999543A (zh) * | 2020-07-21 | 2020-11-27 | 云南电网有限责任公司临沧供电局 | 一种适用于平行三相线故障选线的磁感式电流计算方法 |
| CN113049873A (zh) * | 2021-03-17 | 2021-06-29 | 南方电网数字电网研究院有限公司 | 电流传感器、电流测量设备、系统、装置和存储介质 |
| CN113049874A (zh) * | 2021-03-17 | 2021-06-29 | 南方电网数字电网研究院有限公司 | 电流传感器、电流测量设备、系统、装置和存储介质 |
| CN113325228A (zh) * | 2021-06-04 | 2021-08-31 | 江苏大学 | 一种基于磁阻效应传感器阵列的单侧电流探测装置及方法 |
-
2021
- 2021-09-28 CN CN202111141993.0A patent/CN113777384B/zh active Active
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006136577A1 (de) * | 2005-06-23 | 2006-12-28 | Siemens Aktiengesellschaft | Stromsensor zur galvanisch getrennten strommessung |
| CN103050918A (zh) * | 2013-02-16 | 2013-04-17 | 重庆大学 | 四分裂导线输电线路电流循环智能融冰装置 |
| EP3124989A1 (en) * | 2014-03-28 | 2017-02-01 | Multidimension Technology Co., Ltd. | Single-chip three-axis magnetic field sensor and preparation method therefor |
| CN109752586A (zh) * | 2019-03-13 | 2019-05-14 | 无锡乐尔科技有限公司 | 基于pcb的电流检测装置 |
| CN111999543A (zh) * | 2020-07-21 | 2020-11-27 | 云南电网有限责任公司临沧供电局 | 一种适用于平行三相线故障选线的磁感式电流计算方法 |
| CN113049873A (zh) * | 2021-03-17 | 2021-06-29 | 南方电网数字电网研究院有限公司 | 电流传感器、电流测量设备、系统、装置和存储介质 |
| CN113049874A (zh) * | 2021-03-17 | 2021-06-29 | 南方电网数字电网研究院有限公司 | 电流传感器、电流测量设备、系统、装置和存储介质 |
| CN113325228A (zh) * | 2021-06-04 | 2021-08-31 | 江苏大学 | 一种基于磁阻效应传感器阵列的单侧电流探测装置及方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 一种圆环电流空间磁场数值计算方法;郭智勇;刘得军;;科学技术与工程(29);全文 * |
| 基于TMR磁传感器的电力系统大电流测量;李东昇;程武山;;传感器与微系统(12);全文 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN113777384A (zh) | 2021-12-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO2021244636A1 (zh) | 电力参数测量方法、系统、装置、计算机设备和存储介质 | |
| US20240110956A1 (en) | Current sensor, current measurement device, system and apparatus, and storage medium | |
| CN115469138B (zh) | 一种基于单轴电场传感芯片的三相电压测量方法 | |
| CN111458573A (zh) | 导线电力参数测量方法、装置、系统和计算机设备 | |
| CN114441834B (zh) | 一种基于电场传感芯片的双导体电压测量方法与装置 | |
| CN110987032B (zh) | 磁编码器、绝对电角度检测方法、系统及可读存储介质 | |
| US20230324447A1 (en) | Wire voltage measurement method and apparatus based on electric field sensor | |
| CN113777384B (zh) | 四分裂导线电流检测方法、装置、计算机设备和存储介质 | |
| CN111650539A (zh) | 导线运行参数检测方法、系统、装置和计算机设备 | |
| CN114034907A (zh) | 基于环形隧道磁阻阵列的电流传感器测量电流的方法和装置 | |
| Slanovc et al. | Full analytical solution for the magnetic field of uniformly magnetized cylinder tiles | |
| CN114487966A (zh) | 基于梯度下降法的电流传感器磁场传感芯片位置校准方法 | |
| CN116381467A (zh) | 双端口近场探头非对称补偿方法、装置、设备和存储介质 | |
| CN114441832B (zh) | 导线电流确定方法、装置、计算机设备和存储介质 | |
| WO2025055411A1 (zh) | 一种橡胶质量检验方法、装置、介质、设备及程序产品 | |
| CN108038078B (zh) | 电流互感器检定中参数计算方法、装置及终端设备 | |
| CN114441833B (zh) | 电流测量方法、装置、计算机设备、存储介质 | |
| CN114441835B (zh) | 基于磁场传感芯片的双导体电流测量方法和装置 | |
| CN116593756A (zh) | 一种非接触式剩余电流检测方法及相关设备 | |
| CN105184071A (zh) | 计算环形线圈在旋转对称区域内磁场vrms均匀度算法 | |
| CN116399374A (zh) | Mems陀螺仪传感器补偿方法、装置、终端及存储介质 | |
| CN114706020B (zh) | 基于磁场传感芯片的圆环形阵列电流测量方法 | |
| CN114509591B (zh) | 磁传感器阵列结构、电流检测系统和方法 | |
| CN115808578B (zh) | 电力设备的电压获取方法、装置、设备、存储介质 | |
| CN118210069B (zh) | 铁磁性目标定位方法和装置 |
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 | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: Room 86, room 406, No.1, Yichuang street, Zhongxin Guangzhou Knowledge City, Huangpu District, Guangzhou City, Guangdong Province Patentee after: Southern Power Grid Digital Grid Research Institute Co.,Ltd. Country or region after: China Patentee after: NANNING POWER SUPPLY BUREAU OF GUANGXI POWER GRID Co.,Ltd. Address before: Room 86, room 406, No.1, Yichuang street, Zhongxin Guangzhou Knowledge City, Huangpu District, Guangzhou City, Guangdong Province Patentee before: Southern Power Grid Digital Grid Research Institute Co.,Ltd. Country or region before: China Patentee before: NANNING POWER SUPPLY BUREAU OF GUANGXI POWER GRID Co.,Ltd. |
|
| CP03 | Change of name, title or address | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20241206 Address after: Units 208-209, Unit 1, Building 2, Yunsheng Science Park, No. 11 Spectral Middle Road, Huangpu District, Guangzhou City, Guangdong Province 510700 Patentee after: Southern Power Grid Digital Grid Group Co.,Ltd. Country or region after: China Patentee after: NANNING POWER SUPPLY BUREAU OF GUANGXI POWER GRID Co.,Ltd. Address before: Room 86, room 406, No.1, Yichuang street, Zhongxin Guangzhou Knowledge City, Huangpu District, Guangzhou City, Guangdong Province Patentee before: Southern Power Grid Digital Grid Research Institute Co.,Ltd. Country or region before: China Patentee before: NANNING POWER SUPPLY BUREAU OF GUANGXI POWER GRID Co.,Ltd. |
|
| TR01 | Transfer of patent right |