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      疊加在交流信號上的直流或脈動直流的測量與解析

          在很多情況下,會遇到,在交流信號上疊加的直流信號,或者脈動直流信號的,而我們卻只想獲取疊加的直流或者脈動直流信號,如何采集?如何解析?用什么樣的方法來實現?以下我們就按照不同情況交流一下.

         交流上疊加的直流,這個是比較好解決的,用磁調制原理的直流電流傳感器即可。

         所謂的磁調制原理,以下做簡單介紹:

         磁調制原理采用雙鐵芯線圈,并且要求兩個耦合線圈具有相同的結構尺寸、有相同匝數的激磁繞組、鐵芯磁性能高度接近,同時要求鐵芯具有高矩形比的磁化曲線(圖12),即要求鐵芯的初始磁導率盡可能高,同時飽和磁感要低,使鐵芯容易進入高度飽和狀態。接線時將兩線圈的同名端反向聯接, 使調制電路輸出的激勵信號產生的磁場在兩鐵芯中大小相等方向相反,這樣使由激勵信號產生的激勵磁場與由輸入的被測量直流電流產生的磁場在一個鐵芯中方向相同,從而等到加強,并使這個鐵芯迅速進入磁飽和狀況;而在另外一個鐵芯中產生的磁場方向相反,就會互相削弱,從而延遲鐵芯進入飽和狀況,這樣使得兩個激磁繞組中感應的電壓的偶次諧波同相,相加后會得到加強;而在這兩個激磁繞組中感應的電壓的奇次諧波反相,相加后會互相削弱或抵消。因此這兩個激磁繞組對偶次諧波有選頻和放大作用,而對奇次諧波有抑制作用,達到選頻效果。激磁線圈中偶次諧波的大小與被測直流電流的大小成正比,把偶次諧波信號進行調理和功率放大后,就可以得到我們所需的電流檢測信號。同時,激勵線圈輸出的偶次諧波的偏移方向可以反映輸入電流的方向。

          也就是說在測量的過程中,交流成分會被有效抑制,從而實現交直流的解析,測量。

         磁調制原理的傳感器一般用于直流漏電的測試,或對相應時間沒有要求的直流精度測量。廣泛用于直流屏。

         霍爾原理的傳感器是無法現實的,霍爾是材料感應放大信號,原邊和副邊的波形是高度一致,即高度還原,二次的輸出還是交流和直流疊加的信號。而且霍爾原理只能測量安培級以上的較大電流,對于MA級的小電流是無法測量的。

         * 大的難點是,交流上疊加的脈動直流。無論用磁調制原理的傳感器還說霍爾原理的,都無法解析,分離。

         如果要只是實驗性的,可以只用磁通門原理的交直流通用型漏電流傳感器來實現測量,但這只是基于示波器的信號還原,而無法實現交直流的分離測量。

         當疊加的脈動直流信號,相當大的時候,比如大約1A時,可才用單向霍爾電流傳感器來實現交直流的模擬信號分離,但是波形的分離還是沒有辦法的。

         具體情況,具體對待,如果既需要波形分離,也需要模擬信號測量的分離,那就要用到半波整流加以輔助,相對比較復雜,需要溝通解決。


                                                                   圖一


                                                                       圖2


      江蘇中霍傳感科技有限公司  技術部

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