一种测量交流与直流电流的比较仪的制作方法

文档序号:15593299发布日期:2018-10-02 19:12阅读:193来源:国知局

本实用新型属于电工技术中的电流测量设备,特别涉及一种测量交流与直流电流的比较仪。



背景技术:

专利号ZL92103969.7题为“一种交直流电流比较仪”,它是在测量头中的交流主铁芯T2外面绕上交流检测绕组WD,再在该绕组外面绕上监视绕组WK,在WK外面绕交流调零绕组Wa;在两个直流主铁芯T3外面分别绕上激磁绕组We;然后将上述交流、直流绕组铁芯拼装,在它们外面绕上静电屏蔽E,并将它置于磁屏蔽铁芯T1中,在T1外面绕上交直流二次绕组WS;该装置既可测量直流,也可测量交流,还可同时测量交直流电流。但存在如下缺陷:在交流主铁芯T2上设置了交流调零绕组Wa,该绕组与电势源e和电阻R电容C的并联支路相串联,为了抑制由于直流系统纹波对交流系统零点的影响。这种影响之所以发生,因为交流系统和直流系统共用一套交直流二次绕组WS和耦合铁芯T1,其影响不可避免;另外直流系统纹波与被测对象、环境等有关,不可能是恒定的,调零绕组所接电势源e、电阻R和电容C无法跟踪直流系统纹波变化,其工业应用受到限制,这就是本实用新型予以解决的问题。



技术实现要素:

针对现有技术的上述缺陷,本实用新型提供了一种测量交流与直流电流的比较仪,解决现有比较仪装置存在直流与交流系统之间产生干扰的技术问题。

为实现上述目的,本实用新型提出的测量交流与直流电流的比较仪,包括:

传感头、调制变压器、直流侧标准电阻、交流侧标准电阻、带通滤波器、同步解调器、直流功率放大器、交流电压放大器、交流功率放大器;

传感头包括第一环形检测铁芯、绕于第一环形检测铁芯的第一检测绕组、包围第一检测绕组的第一静电屏蔽层、置于第一静电屏蔽层外的第一磁屏蔽铁芯及绕于第一磁屏蔽铁芯的第一二次绕组;

传感头还包括第二环形检测铁芯、绕于第二环形检测铁芯的第二检测绕组、包围第二检测绕组的第二静电屏蔽层、置于第二静电屏蔽层外的第二磁屏蔽铁芯及绕于第二磁屏蔽铁芯的第二二次绕组;

传感头还包括第三环形检测铁芯、绕于第三环形检测铁芯的第三检测绕组、包围第三检测绕组的第三静电屏蔽层、置于第三静电屏蔽层外的第三磁屏蔽铁芯及绕于第三磁屏蔽铁芯的第三二次绕组;

第一二次绕组的同名端连接直流侧标准电阻后接地,第一二次绕组的异名端连接第二二次绕组的同名端;第一检测绕组的同名端连接调制变压器副边绕组的同名端,第一检测绕组的异名端连接第二检测绕组的异名端并接地,第二检测绕组的同名端连接调制变压器副边绕组的异名端,调制变压器副边绕组的中心抽头连接带通滤波器的输入端,带通滤波器的输出端连接同步解调器的输入端,同步解调器的输出端与直流功率放大器的输入端相连,直流功率放大器的输出端连接第二二次绕组的异名端;第三检测绕组的异名端与地连接,第三检测绕组的同名端连接交流电压放大器的输入端,交流电压放大器的输出端连接交流功率放大器的输入端,交流功率放大器的输出端连接第三二次绕组的异名端并接地,第三二次绕组的同名端连接交流侧标准电阻后接地。

优选地,所有静电屏蔽层的材料均为铜箔。

优选地,所有磁屏蔽铁芯形状相同,由冷轧硅钢带卷绕成环状并退火处理后拼装而成。

优选地,所有环形检测铁芯形状相同,由冷轧硅钢带卷绕成环状并退火处理后得到。

优选地,第一检测绕组的匝数、第二检测绕组的匝数及第三检测绕组的匝数相同。

优选地,第一二次绕组的匝数、第二二次绕组的匝数及第三二次绕组的匝数相同。

总体而言,通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比,能够取得下列有益效果:

(1)本实用新型合理地将传感头设置为三个相同独立的单元,每个单元均由环形检测铁芯、检测绕组、静电屏蔽层、环形磁屏蔽铁芯和二次绕组构成;第一单元和第二单元组成基于双铁芯磁调制器原理的直流检测系统,该系统将磁调制检测信号从调制变压器的副边绕组中心抽头取出,经带通滤波器、同步解调器、直流功率放大器,输出直流电流给第一和第二单元中相串联的第一和第二二次绕组,该直流电流流经直流侧标准电阻,得到直流电流被测电压信号;第三单元组成基于单铁芯的交流检测系统,该系统将交流检测信号从第三检测绕组的同名端取出,经交流电压放大器、交流功率放大器,输出交流电流给第三单元中的第三二次绕组,该交流电流流经交流侧标准电阻,得到交流电流被测电压信号;这样就完全突破了交流系统和直流系统共用一套交直流二次绕组和耦合铁芯的现有技术,从源头上解决了直流系统纹波对交流系统零点影响的问题,消除了交流调零绕组、电势源、电阻和电容并联支路的设置,使装置调试、运行更为便捷、可靠。

(2)本实用新型不仅既可测量直流电流,也可测量交流电流,还可测量直流叠加交流的混合型电流的直流分量和交流分量。

(3)本实用新型将传感头设置为三个相同独立单元的方案,其结构、性能优越,整机性能价格比更高。

附图说明

图1为本实用新型提供的测量交流与直流电流的比较仪中传感头外型图;

图2为本实用新型提供的测量交流与直流电流的比较仪中传感头截面图;

图3为本实用新型测量交流与直流电流的比较仪电路图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。此外,下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征,只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

图1为本实用新型提供的一种测量交流与直流电流的比较仪的传感头外型图,其截面如图2所示。整个测量头呈圆环状,测量头T包括第一环形检测铁芯C12、第二环形检测铁芯C22、第三环形检测铁芯C32、第一检测绕组W11、第二检测绕组W21、第三检测绕组W31、第一静电屏蔽层E1、第二静电屏蔽层E2、第三静电屏蔽层E3、第一环形磁屏蔽铁芯C11、第二环形磁屏蔽铁芯C21、第三环形磁屏蔽铁芯C31、第一二次绕组W12、第二二次绕组W22和第三二次绕组W32;所述第一形检测铁芯C12、第二形检测铁芯C22和第三环形检测铁芯C32形状相同,第一环形检测铁芯C12、第二环形检测铁芯C22和第三环形检测铁芯C32上分别绕有匝数相同的第一检测绕组W11、第二检测绕组W21和第三检测绕组W31,第一检测绕组W11、第二检测绕组W21和第三检测绕组W31外面分别包覆第一静电屏蔽层E1、第二静电屏蔽层E2和第二静电屏蔽层E3后,分别置于由外环和内环构成的空腔结构形状相同的第一磁屏蔽铁芯C11、第二磁屏蔽铁芯C21和第三磁屏蔽铁芯C31的空腔中,在第一磁屏蔽铁芯C11、第二磁屏蔽铁芯C21和第三磁屏蔽铁芯C31外分别绕有匝数相同的第一二次绕组W12、第二二次绕组W22和第三二次绕组W32。

图3给出了一种测量交流与直流电流的比较仪电路图。图3所示的一次绕组W1即传输被测交流与直流电流I1的母线,从如图1所示的传感头中心圆孔穿过。该比较仪包括传感头T、调制变压器T1、直流侧标准电阻RSD、交流侧标准电阻RSA、带通滤波器1、同步解调器2、直流功率放大器3、交流电压放大器4、交流功率放大器5。

传感头T中第一二次绕组W12的同名端连接直流侧标准电阻RSD后接地,第一二次绕组W12的异名端连接第二二次绕组W22的同名端;第一检测绕组W11的同名端连接调制变压器T1副边绕组的同名端,第一检测绕组W11的异名端连接第二检测绕组W21的异名端并接地,第二检测绕组W21的同名端连接调制变压器T1副边绕组的异名端,调制变压器T1副边绕组的中心抽头连接带通滤波器1的输入端,带通滤波器1的输出端连接同步解调器2的输入端,同步解调器2的输出端与直流功率放大器3的输入端相连,直流功率放大器3的输出端连接第二二次绕组W22的异名端。

第三检测绕组W31的异名端与地连接,第三检测绕组W31的同名端连接交流电压放大器4的输入端,交流电压放大器4的输出端连接交流功率放大器5的输入端,交流功率放大器5的输出端连接第三二次绕组W32的异名端,第三二次绕组W32的同名端连接交流侧标准电阻RSA后接地。

本装置投入运行后,由调制变压器T1、第一检测绕组W11、第二检测绕组W21、第一环形检测铁芯C12、第二环形检测铁芯C22组成的基于双铁芯磁调制器原理的直流电流检测系统,将直流电流的调制信号从调制变压器T1副边绕组中心抽头取出,经带通滤波器1、同步解调器2、直流功率放大器3,输出二次直流电流I2D给相互串联第一二次绕组W12、第二二次绕组W22,实现一次直流电流I1D与二次直流安匝的磁势平衡,即I1DW1=I2D(W12+W22),二次直流电流I2D流经直流测标准电阻RSD,得到直流电流的被测电压信号I2DRSD;

由第三检测绕组W31、第三环形检测铁芯C32组成的交流电流检测系统,将交流电流的交流检测信号从第三检测绕组W31的同名端取出,经交流电压放大器4、交流功率放大器5,输出二次交流电流I2A给第三二次绕组W32,实现一次交流电流I1A与二次交流安匝的磁势平衡,即I1AW1=I2AW32,二次交流电流I2A流经交流侧标准电阻RSA,得到交流电流的被测电压信号I2ARSA。

本实用新型突破了交流系统和直流系统共用一套交直流二次绕组和耦合铁芯的现有技术,从源头上解决了直流系统纹波对交流系统零点影响的问题,消除了交流调零绕组、电势源、电阻和电容并联支路的设置,使装置调试、运行更为便捷、可靠。本实用新型不仅既可以测量直流、也可以测量交流电流,还可测量直流叠加交流的混合型电流的直流分量和交流分量,其结构、性能优越,整机性价比高。

本领域的技术人员容易理解,以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改,等同替换和改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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