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造成高精度AC电流检测系统测量误差的原因是什么？

高精度AC电流检测系统是什么工作原理？
造成高精度AC电流检测系统测量误差的原因是什么？
非接触式高精度AC电流检测系统及其实验和误差分析

回帖（1）

姚庭芳

2021-4-13 15:21:12
本文针对现有非接触式AC电流检测系统存在的精度不高、工艺复杂、传感器位置存在限制等不足，将系统级比例测量法与锁相放大技术相结合，设计了非接触式高精度AC电流检测系统。通过实验证明，设计的系统克服了以上不足，系统分辨力达0.02mA，空间分辨力达1mm，可在以传感器为中心、半径为3cm的范围内对mA级的电流进行有效检测。设计的系统减少了对高性能传感器的依赖性，着眼于测量威廉希尔官方网站 本身进行研究和改良，从而提高了检测精度。设计的系统除了满足非接触式高精度电流检测场合的要求，更为电流密度成像系统的硬件实现提供了设计方案和实验基础。

引言

近年来，随着科学技术的发展，工业生产的各种测量、控制等实际应用场合不仅提高了对微弱电流检测的精度要求，也对检测方式提出了新的要求[1]，因此非接触式电流检测系统以其不对被测威廉希尔官方网站 造成影响的特点被应用到更广泛的领域中。

现有非接触式微弱电流检测系统通常存在以下不足：检测精度不够高，现有非接触式电流检测系统通常只适用于大电流的检测，只有基于电流互感器的特殊磁芯电流传感器(如FeCuNbSiB单纳米晶磁芯[2])可实现mA级电流的检测;工艺复杂，通常使用特殊材料制成的传感器[3];传感器位置存在限制，通常要求待测导体穿过传感器的中心，因此具有一定的使用局限性[4]。本文设计的非接触式高精度AC电流检测系统[5]，克服了以上不足，系统分辨力达0.02mA，空间分辨力达1mm，可在以传感器为中心、半径为3cm的范围内对mA级的电流进行有效检测。

本设计减少了对高性能传感器的依赖性，着眼于测量威廉希尔官方网站 本身进行研究和改良，从而提高检测精度。采用了锁相放大技术，在特定频率参考信号的辅助下，可将待测微弱电流信号从大量噪声中提取出来;采用了比例测量方法，从而减小参考信号幅值波动及ADC基准电压波动引入的测量误差;采用了自制空心线圈作为传感器，避免了铁芯的饱和及磁滞现象，也不需采用特殊磁芯材料，同时待测导体不需穿过检测线圈，放宽了检测位置的限制。本文阐述了设计的高精度AC电流检测系统的工作原理，采用该系统进行了实验，得到了较好的测量结果，最后分析了造成测量误差的主要原因。

非接触式高精度AC电流检测系统的设计

系统工作原理

设计的非接触式交流微弱电流检测系统原理框图如图1所示。系统工作时，感应线圈将待检测的微弱电流信号转换为微弱感应电动势，该微弱电压信号在前置信号处理威廉希尔官方网站 中被放大和滤波后输入模拟乘法器。参考信号单元生成与待测电流频率相同的参考信号，分为两路：一路输入模拟乘法器，一路经精密整流威廉希尔官方网站 变换为直流信号为ADC提供参考电压。经过乘法器和ADC，待测信号与参考信号相乘，交流信号被滤除，直流信号被采样并转化为数字信号在控制单元控制下进行输出、保存和显示。实际测量示意图如图2所示。

下载全文：
非接触式高精度AC电流检测系统及其实验和误差分析.pdf(2.31 MB)2012-2-2 14:24 上传
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