大電流霍爾電流傳感器設(shè)計(jì)

1.69萬字 41頁 原創(chuàng)作品，已通過查重系統(tǒng)


目 錄
第一章 緒 論 1
1.1研究背景 1
1.2國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r 2
1.3研究意義 4
1.4主要工作 4
第二章 主流的電流測量方法及其性能對比 5
2.1傳統(tǒng)電流測量方法 6
2.1.1分流器 6
2.1.2電流互感器 6
2.1.3直流漏電流變送器 7
2.1.4 AMR電流傳感器 7
2.2新型電流測量方法 7
2.2.1光纖電流傳感器 7
2.2.2 Rogowski 線圈 8
2.3本章小結(jié) 10
第三章 基于TMR電流傳感器的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 11
3.1系統(tǒng)功能與技術(shù)指標(biāo) 11
3.2系統(tǒng)整體方案設(shè)計(jì) 11
3.3傳感器的選擇 12
3.4線圈 14
3.4.1 磁芯的選擇 14
3.4.2 線圈設(shè)計(jì) 15
3.5電路設(shè)計(jì) 16
3.5.1信號放大電路設(shè)計(jì) 16
3.5.3 功率放大電路 18
3.5.4 電源電路 19
3.6動(dòng)態(tài)過程分析 19
3.6.1電流補(bǔ)償過程 19
3.6.2 動(dòng)態(tài)磁化過程 20
3.7本章小結(jié) 20
第四章 仿真與實(shí)驗(yàn) 22
4.1 系統(tǒng)仿真 22
4.2 直流電流的測量和驗(yàn)證 23
4.2.1測試儀器 23
4.2.2測試方法 23
4.2.3測試數(shù)據(jù) 23
4.3帶寬的測量和驗(yàn)證 24
4.3.1測試儀器 24
4.3.2測試方法 24
4.3.3測試數(shù)據(jù) 24
4.4交流平坦度的測量 26
4.4.1測試儀器 26
4.4.2測試方法 26
4.4.3測試數(shù)據(jù) 26
4.5 與廠家產(chǎn)品性能對比 27
4.6本章小結(jié) 30
第五章 總結(jié) 31
5.1 項(xiàng)目完成情況 31
5.2 不足和改進(jìn) 31
5.3展望 32
致謝 33
參考文獻(xiàn) 34
附錄A 36
附錄B 37


摘要 電流傳感器在電源、工業(yè)控制、汽車電子、航空航天方面都有著廣泛的應(yīng)用，而如何提高電流傳感器的精度和測量帶寬一直是電流傳感器研究中的核心問題。傳感器在系統(tǒng)中擔(dān)負(fù)著采集信息的重要任務(wù)，因此傳感器采集數(shù)據(jù)的精確度和穩(wěn)定性往往是決定一個(gè)系統(tǒng)成敗的關(guān)鍵。
為了解決霍爾電流傳感器電流動(dòng)態(tài)測試范圍小、線性度低及頻帶寬度不能滿足實(shí)際工程需求的問題，本次設(shè)計(jì)完成了20A閉環(huán)霍爾電流傳感器的設(shè)計(jì)。利用零磁通的原理，通過檢測二次線圈的反饋電流，計(jì)算可得一次線圈被測電流的大小，并針對傳統(tǒng)的霍爾傳感器受溫度影響大的特點(diǎn)，使用了近些年才出現(xiàn)的磁阻傳感器，有效地解決了溫漂問題。
該電流傳感器可測交直流電流，可測量頻率100kHz以上的電流，本項(xiàng)目主要分為電源信號放大模塊，功率放大模塊，PI調(diào)節(jié)器和供電模塊四個(gè)部分，對傳感器元件采集的信號進(jìn)行了處理，使其能測量交直流電流，最終輸出-5V~5V的電壓。通過測試表明，該電流傳感器線性度可達(dá)0.1%以下，帶寬可達(dá)120KHz，理論分析和實(shí)際測試均表明：閉環(huán)電流傳感器在高頻率、大電流測量領(lǐng)域有著顯著的優(yōu)點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：閉環(huán)電流傳感器 線性度 磁阻