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基于双轴各向异性磁阻传感器电流测量系统的研究

2018-04-12张秀峰KianHoongKWAN王谷城

电源学报 2018年2期
关键词:卡尔曼滤波测量

尹 栋 ,张秀峰 ,Kian Hoong KWAN,王谷城

(1.磁浮技术与磁浮列车教育部重点实验室(西南交通大学),成都 610031;2.新加坡淡马锡理工学院清洁能源中心,新加坡529757)

近年来,工业和家庭对使用的电流传感器小型化和智能化要求越来越高,大大加快了电流传感器的升级和发展[1,2]。电流测量的主要方法包括:互感器法、罗氏线圈法、霍尔效应传感器法、磁通门传感器法和磁阻传感器法[3]。使用互感器测量电流是如今使用最多的方法,但是其体积较大,精度较低,灵敏度较低,会发生铁磁谐振,而且短路电流较大[4];罗氏线圈与传统电流互感器CT(current transformer)相比,其体积小、不易饱和、频带宽、频率响应快、安装及维护方便、没有二次开路危险等优点,因此在现代电流及电能测量中广泛应用,但是其测量精度受导线的位置影响[5-8];霍尔效应传感器是典型的固态元件,其寿命长,可以实现高速操作(大于100 kHz),可以工作在-40~150℃)的温度范围,但是灵敏度低,有温漂需要温度补偿,对外部压力比较敏感,大量应用于分布系统中的交流电流测量[9,10];电阻式电流传感器具有高精度和低补偿的特性,但是当较大的尖峰电流通过采样电阻时,采样电阻可能会被烧毁[11]。磁通门传感器铁磁芯会饱和,测量磁感应强度时会产生2次谐波,要借助磁通集中器或其他补偿措施来完善,而且价格昂贵[12,13];磁阻传感器具有体积小、灵敏度高、价格便宜等优势,随着半导线技术的发展,基于磁阻效应的各向异性磁阻AMR(anisotropic magnetoresistive)传感器被广泛应用于数字罗盘、交通状况检测系统和电流测量[14,15]中。……

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