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基于原子磁力仪的高精度电流传感器

2021-02-25王维东李国祝梁尚清杨国卿王曰海李绍良赵万良

仪表技术与传感器 2021年1期
关键词:磁场测量实验

王维东,李国祝,梁尚清,辛 青,杨国卿,王曰海,李绍良,赵万良

(1.浙江大学,浙江杭州 310027;2.杭州电子科技大学,浙江杭州 310018;3.上海航天控制技术研究所,上海 201109)

0 引言

核磁共振陀螺通过对磁场中核自旋进动频率的精密测量实现角速度精密测量,因此磁场的精度和稳定性对核磁共振陀螺而言极其重要。电流源通常通过反馈控制实现高精度,则高精度电流测量对电流的精确控制具有重要意义。此外,电流传感器在其他行业中同样有着重要的应用,比如:汽车电源管理、太阳能电池系统、智能电网以及其他需要非接触式精确的电流测量的应用行业等[1]。电流传感器在国内外有着不同程度的发展,其种类繁多,非接触式的电流传感器包括罗氏线圈电流传感器、霍尔效应电流传感器、光纤电流传感器、磁致电阻(AMR、GMR、TMR、CMR等)电流传感器等,在各方面都有着各自的优点与不足。

罗氏线圈电流传感器和霍尔电流传感器属于比较传统的电流传感器,它们的灵敏度普遍较低,线性度在0.05%~1%之间[2-3],新型的电流传感器包括基于法拉第磁光效应的光纤电流传感器以及基于巨磁阻效应的GMR电流传感器,它们具有非常高的灵敏度,光纤式的线性度为0.2%,GMR电流传感器线性度在0.001%~0.05%之间[4-7]。

从以上可以看出,对于精密探测领域,现存电流传感器都有着共同的缺点就是线性度不够高,另外,光纤电流传感器还有着易老化的现象存在。对此而言,基于光泵原子磁力仪的电流传感器很好地解决了这些问题,它不仅有非常高的线性度和灵敏度,并且还具有抗电磁干扰能力强、运行能耗小、成本低的优点。……

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