一种通过对电流传感器电压补偿的电流校准方法及系统与流程

本发明涉及电流传感器的校准，特别涉及一种通过对电流传感器电压补偿的电流校准方法及系统。

背景技术：

在三相逆变器对电机的电流闭环控制中，转矩环的性能直接影响着系统的控制效果，提高电流环的控制精度和稳定性，可以改善转矩环的性能。因此，提高相电流的采样精度可以进一步提高系统的控制精度，从而提高系统的安全性能。

当前常用的电流采样技术有采样电阻、互感器、霍尔传感器。然而采样电阻自身损耗大、稳定性差，互感器的体积大、精度一般，在精度、稳定性要求比较高的场合一般采用霍尔传感器。但是，在霍尔传感器供电电源不稳时，霍尔传感器输出的电压会存在一定的误差，从而造成测量的电流不准。

由于电流传感器的地平面与mcuadc采样的地平面可能存在偏差，并且电流传感器的供电电源的波动也会造成电流采样值的偏差，因此需要对电流传感器进行一定的电压补偿，从而对电流进行校准。

与本技术最为接近的技术主要如下：

1、如图1所示，通过对基准电流进行采样，得到校准电流数据，从而对采样的电流进行校准。该现有技术通过对基准电流的采样校准其他采样电流，虽然提高了电流的采样精度，但需要增加基准电流产生电路，会增加电路的成本。

2、将电流表获取的实测电流与采样电流进行对比，得到校准电流数据，从而对采样电流进行校准。该现有技术通过电流表实测结果校准其他采样电流，需要对每一件样品进行测试获取校准数据，方案不具有普及性。

技术实现要素：

本发明目的是：基于系统的控制精度需求，本发明设计了一种通过电流传感器电压补偿的电流校准方法及系统。

本发明的技术方案是：

一种通过对电流传感器电压补偿的电流校准方法，包括：

s1、通过对电流传感器的供电电源和地平面的电压进行adc采样，分别得到供电电源采样电压vcc、地平面采样电压vgnd_sensor；

s2、对电流传感器的电流采样得到传感器采样电压vout，对电流传感器进行电压补偿，从而对传感器采样电压vout进行校准，校准后的传感器采样电压为：

其中vnom为电流传感器供电电源的额定电压。

s3、得到校准后的传感器采样电压vout_correct后，通过采样电压-电流的转换系数得到校准后的传感器电流值。

一种通过对电流传感器电压补偿的电流校准系统，包括：

传感器电流采样电路，采样得到传感器采样电压vout

传感器供电电源采样电路，采样得到供电电源采样电压vcc；

传感器地平面采样电路，采样得到地平面采样电压vgnd_sensor；

校准模块，根据供电电源采样电压vcc和地平面采样电压vgnd_sensor，对传感器采样电压vout进行校准，根据校准后的传感器采样电压vout_correct，得到校准后的传感器电流值。

所述校准模块采用mcu。

所述校准模块还可以采用dsp。

具体的，所述传感器电流采样电路、传感器供电电源采样电路、传感器地平面采样电路均为adc采样，分别输出数字采样信号到校准模块。

本发明的优点是：

本发明借助对电流传感器供电电源和地的采样，对电流传感器进行电压补偿，即可对采样电流进行校准，从而提高电流采样的精度。其优势是解决了电流传感器供电不稳造成电流采样不准的问题，不必要增加额外的基准电流电路，降低了电路的成本。

附图说明

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

图1为现有技术1电流传感器电流校准的原理图；

图2为本发明通过对电流传感器电压补偿的电流校准的原理图。

具体实施方式

如图1所示，本发明的通过对电流传感器电压补偿的电流校准系统，包括：

传感器电流采样电路，采样得到传感器采样电压vout

传感器供电电源采样电路，采样得到供电电源采样电压vcc；

传感器地平面采样电路，采样得到地平面采样电压vgnd_sensor；

校准模块，根据供电电源采样电压vcc和地平面采样电压vgnd_sensor，对传感器采样电压vout进行校准，根据校准后的传感器采样电压vout_correct，得到校准后的传感器电流值。

所述校准模块采用mcu。或者dsp等其他采样处理器件对电流传感器输出电流进行采样。

具体实施时，本发明通过对电流传感器电压补偿的电流校准方法，包括：

s1、通过对电流传感器的供电电源和地平面的电压进行adc采样，分别得到供电电源采样电压vcc、地平面采样电压vgnd_sensor；

s2、对电流传感器的电流采样得到传感器采样电压vout，对电流传感器进行电压补偿，从而对传感器采样电压vout进行校准，校准后的传感器采样电压为：

其中vnom为电流传感器供电电源的额定电压。

s3、得到校准后的传感器采样电压vout_correct后，通过采样电压-电流的转换系数得到校准后的传感器电流值。

例如：mcu对电流传感器输出的电流进行采样得到采样电压vout为2.5v，电流传感器供电电源的额定电压vnom为5v，mcu对电流传感器的供电电源vcc和地vgnd_sensor进行采样分别得到5.1v、0.2v，则通过对电流传感器的电压补偿得到的校准后的传感器采样电压：

最后通过采样电压-电流的转换系数得到实际电流值。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明主要技术方案的精神实质所做的修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种通过对电流传感器电压补偿的电流校准方法，其特征在于，包括：

s1、通过对电流传感器的供电电源和地平面的电压进行adc采样，分别得到供电电源采样电压vcc、地平面采样电压vgnd_sensor；

s2、对电流传感器的电流采样得到传感器采样电压vout，对电流传感器进行电压补偿，从而对传感器采样电压vout进行校准，校准后的传感器采样电压为：

其中vnom为电流传感器供电电源的额定电压。

s3、得到校准后的传感器采样电压vout_correct后，通过采样电压-电流的转换系数得到校准后的传感器电流值。

2.一种通过对电流传感器电压补偿的电流校准系统，其特征在于，包括：

传感器电流采样电路，采样得到传感器采样电压vout

传感器供电电源采样电路，采样得到供电电源采样电压vcc；

传感器地平面采样电路，采样得到地平面采样电压vgnd_sensor；

校准模块，根据供电电源采样电压vcc和地平面采样电压vgnd_sensor，对传感器采样电压vout进行校准，根据校准后的传感器采样电压vout_correct，得到校准后的传感器电流值。

3.根据权利要求2所述的通过对电流传感器电压补偿的电流校准系统，其特征在于，所述校准模块采用mcu。

4.根据权利要求2所述的通过对电流传感器电压补偿的电流校准系统，其特征在于，所述校准模块采用dsp。

5.根据权利要求3或4所述的通过对电流传感器电压补偿的电流校准系统，其特征在于，

所述传感器电流采样电路、传感器供电电源采样电路、传感器地平面采样电路均为adc采样，分别输出数字采样信号到校准模块。

技术总结
本发明公开了一种通过对电流传感器电压补偿的电流校准方法及系统，通过对电流传感器的供电电源和地平面的电压进行ADC采样，分别得到供电电源采样电压Vcc、地平面采样电压VGND_sensor；然后对电流传感器进行电压补偿，从而对传感器采样电压Vout进行校准，校准后的传感器采样电压为：得到校准后的传感器采样电压Vout_correct后，通过采样电压‑电流的转换系数得到校准后的传感器电流值。本发明借助对电流传感器供电电源和地的采样，对电流传感器进行电压补偿，即可对采样电流进行校准，从而提高电流采样的精度。其优势是解决了电流传感器供电不稳造成电流采样不准的问题，不必要增加额外的基准电流电路，降低了电路的成本。

技术研发人员：刘蕾;孙雪;张林
受保护的技术使用者：一巨自动化装备(上海)有限公司
技术研发日：2020.07.22
技术公布日：2020.11.13