[发明专利]基于旋转对消原理的空芯线圈互感系数误差消除方法及应用

权利要求书

1.一种基于旋转对消原理的空芯线圈互感系数误差消除方法，空芯线圈固定在转盘上，且空芯线圈中心轴线与转盘中心轴线重合，载流导线置于转盘内且与转盘中心轴线平行，其特征在于，包括如下步骤：

(1)让转盘相对载流导线旋转并测量转盘第i次旋转后空芯线圈的电压e_i；

(2)判断转盘旋转次序i是否等于转盘旋转次数n，若是则进入步骤(3)，否则，i＝i+1并进入步骤(1)；

(3)根据所述空芯线圈的电压和载流导线中标定电流获得转盘第i次旋转后空芯线圈互感系数的测量值M_i；

(4)将所述转盘第i次旋转后空芯线圈互感系数的测量值加权取平均获得空芯线圈的消除误差后互感系数M；

式中，i为转盘旋转次序，i的初始值为1，n为获取消除误差的互感系数时转盘旋转次数，且1≤i≤n，e_i为转盘第i次旋转后空芯线圈的电压，M_i为转盘第i次旋转后空芯线圈互感系数的测量值，M为空芯线圈消除误差后的互感系数。

2.根据权利要求1所述的空芯线圈互感系数误差消除方法，其特征在于，所述步骤(3)中根据公式获得转盘第i次旋转后空芯线圈互感系数的测量值M_i；式中，e_i为转盘第i次旋转后空芯线圈的电压，M_i为转盘第i次旋转后空芯线圈互感系数的测量值，ω为载流导线中标定电流的角频率，j为虚数单位，I_P为载流导线中标定电流，i为转盘旋转次序。

3.根据权利要求1所述的空芯线圈互感系数误差消除方法，其特征在于，所述步骤(4)中根据公式获得该空芯线圈的互感系数M，式中，M为空芯线圈消除误差后的互感系数，M_i为转盘第i次旋转后空芯线圈互感系数的测量值，i为转盘旋转次序，i的初始值为1，n为获取消除误差互感系数时转盘旋转次数，且1≤i≤n。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的空芯线圈互感系数误差消除方法，其特征在于，在所述转盘上做角度标识。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的空芯线圈互感系数误差消除方法，其特征在于，通过手动或电力实现转盘与载流导线相对位置的变化。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的空芯线圈互感系数误差消除方法，其特征在于，所述空芯线圈的种类为手绕式、机绕式和PCB式。

7.一种用空芯线圈测量电流的方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)采用权利要求1中所述的空芯线圈互感系数误差消除方法获得空芯线圈的消除误差后的互感系数M；

(2)用被测电流替换载流导线中标定电流，让转盘相对载流导线旋转并获取测量被测电流时转盘第k次旋转后空芯线圈的电压e_k；

(3)判断测量被测电流时转盘旋转次序k是否等于测量被测电流时转盘转动次数m，若是则进入步骤(4)，否则，k＝k+1并进入步骤(2)；

(4)根据测量被测电流时转盘第k次旋转后空芯线圈电压和空芯线圈的消除误差后互感系数获得测量被测电流时转盘第k次旋转后被测电流测量值I_k；

(5)将测量被测电流时转盘第k次旋转后被测电流测量值I_k进行加权平均获得被测电流准确值I；

式中，M表示用空芯线圈互感系数误差消除方法获得空芯线圈消除误差后互感系数，k为测量被测电流时转盘转动次序，k初始值为1，m为测量被测电流时转盘旋转次数，且1≤k≤m，e_k表示测量被测电流时转盘第k次旋转后空芯线圈的电压，I_k表示测量被测电流时转盘第k次旋转后被测电流测量值，I被测电流的准确值。

8.根据权利要求7中所述的空芯线圈测量电流的方法，其特征在于，还包括积分器，用于将空芯线圈输出电压进行积分处理，使得积分器输出电压与被测电流呈正比，所述积分器输入端与所述空芯线圈输出端连接。

9.根据权利要求8中所述的用空芯线圈测量电流的方法，其特征在于，所述步骤(4)中根据公式获得在测量被测电流时转盘第k次旋转后被测电流测量值I_k；式中，M表示用空芯线圈互感系数误差消除方法获得空芯线圈消除误差后互感系数，I_k表示测量被测电流时转盘第k次旋转后载流导线中被测电流测量值，T为所述积分器的放大系数，E_k表示测量被测电流时转盘第k次旋转后所述积分器输出电压，k为测量被测电流时转盘转动次序。