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一种大电流测量系统的设计与应用

2015-04-13张建永贾云涛胡耀元岳伟张胜强

计测技术 2015年2期
关键词:测量

张建永,贾云涛,胡耀元,岳伟,张胜强

(北京无线电计量测试研究所,北京100039)

0 引言

随着能量消耗的不断增加和利用效率的提高,大电流技术成为能量的产生、传输、释放、控制方面的一个新兴领域,并被广泛应用在电力、电化学、核能技术、强磁场产生技术、脉冲功率技术等多个高端技术领域[1-3]。

大电流测量系统一般从被测电流的回路开始,利用传感器测得比例的电压,经过高频传送回路到测量仪器。传感器是大电流测量的关键部件,其特性决定了测量的准确性。大电流测量用传感器主要有霍尔元件、Rogowski 线圈、分流器等[4-5]。

分流器测量交流、脉冲大电流精度高,阶跃响应特性好,使用简便,参数稳定。但大电流中瞬变量的频率较高时,分流器的趋肤效应会对测量结果产生较大误差。分流器本质是一个稳定的电阻,其中的残余电感会对后端采样测量电压有影响。同轴盘式分流器一般都指制成平面型的盘式电阻器。同轴盘式分流器具有很好的低感特性,其阶跃响应上升时间可以达到ns 级。电阻材料可采用碳膜或金属,通常安装在同轴传输线的末端,由盘的中心及边缘取出电压信号,然后经由高频同轴电缆把信号传至测量端[6]。

基于以上现状,设计了一种盘式分流器,与CS1622 数据采集卡结合组建了大电流测量系统。该系统中盘式分流器阻值为0.01 Ω,可用于测量50 Hz ~10 kHz,1 ~100 A 交流、脉冲电流。数据采集卡可实时显示电流波形,测量准确度达到0.1%。系统对于大电流精确计量有重要的意义。……

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