[发明专利]温度补偿型电流测量

说明书

技术领域

本发明涉及用于对电流测量进行温度补偿的方法和系统，特别涉及一种俗称罗氏(Rogowski)传感器且以温度补偿来提供正确的衰减高频性能的电流测量装置。

背景技术

罗氏传感器的工作原理已为我们所熟知。罗氏线圈积分器。罗氏传感器的设计和操作详情可以在以下参考文献中找到：“Wide bandwidth Rogowski current transducers–Part 1:The Rogowski Coil”European Power Electronics Journal Vol 3 No 1 March 1993 pp 51–59(W F Ray&RM Davis)，以及“Wide bandwidth Rogowski current transducers–Part2:The Integrator”European Power Electronics Journal Vol 3 No 2 June 1993 pp 116–122(W F Ray)。

一般地，罗氏传感器包括罗氏线圈和积分器。罗氏线圈为以基本均匀的匝数密度N(匝数/米)缠绕在一个结构上的导电线圈，该结构在此称之为“线圈架”。所述线圈架包括非磁性材料，典型地为塑料，其横截面积为A(m²)，且所述的线圈布置形成闭合环路。为了测量导电体中的电流值，将罗氏线圈围绕导电体设置，以便在此产生电压(E)，并提供表示导体中感测电流的传感器输出信号。

图1展示了罗氏传感器的示意图，包括典型的罗氏线圈，其线圈回路可以是开路也可以是闭路(一般称为“夹式环绕”型线圈)，且线圈横截面为圆形。该类型线圈已经为我们所熟知。在图1中，所述的罗氏传感器使用缠绕在塑料线圈架上的传统罗氏线圈11，线圈架的横截面为圆形。所述线圈绕组包括与积分器12相连接的固定端13及自由端14。所述自由端14通过导线15返回至固定端13，所述导线15设置在沿线圈架中心轴而设的孔中。

若图1中的线圈具有均匀的缠绕匝数密度N(匝数/米)，每匝具有相同的横截面积A(m²)，并且所述线圈形成围绕待测电流I₁(Amps)的闭合回路，则依据下述方程式，将得出与测量的电流变化率dI₁/dt成比例的线圈感应电压E(V)，

E=μ.NAdI1dt=HdI1dt---(1)]]>

其中H＝μ.NA为线圈灵敏度(Vs/Amp)，μ为线圈架材料的导磁率(通常为4π.10^-9H/m)。

所述线圈端电压E1与积分器连接，由此积分器输出的电压V_out通过如下公式得出：

Vout=1T1∫E1.dt---(2)]]>

其中T1为积分器时间常数。

若假设所述线圈端电压E1与感应电压E相等，传感器的总瞬时输出电压V_out将依据如下关系式与测量电流I₁成比例关系：