[发明专利]一种新型的直流电流测量装置

权利要求书

1.一种新型的直流电流测量装置，包括直流测量用电磁铁芯、交流测量用电磁铁芯、输入电流测量线圈、激励电流、直流检测线圈、反馈线圈、交流检测线圈、放大电路、平均值计算电路、积分电路、功率放大电路、滤波电路、直流输出以及交流输出。其特征在于被测直流电流通过输入电流测量线圈分别绕接在直流测量用电磁铁芯和交流测量用电磁铁芯上，绕接在两个铁芯的电流方向相同，匝数不同，绕在交流测量用电磁铁芯匝数大于直流测量用电磁铁芯，其匝数比为k；激励电流产生交流激励电流，其电流频率大于2kHz，它通过线圈绕制在直流测量用电磁铁芯上；直流检测线圈绕制在直流测量用电磁铁芯上；反馈线圈分别绕接在直流测量用电磁铁芯和交流测量用电磁铁芯上，绕接在两个铁芯的电流方向相同，匝数不同，绕在交流测量用电磁铁芯匝数大于直流测量用电磁铁芯，其匝数比为k；交流检测线圈绕接在交流测量用电磁铁芯上。

2.一种适用于权利要求1所述的一种新型的直流电流测量装置，其特征在于，所述的将叠加有交流分量的直流电流分解及测量过程如下：

激励电流模块产生交流电流，通过线圈在直流测量用电磁铁芯内产生交流磁通φ1，令激励电流在直流测量用电磁铁芯中产生的磁通接近饱和点处；

当被测直流电流为零时，直流检测线圈在交流激励磁通φ1的作用下，产生对称的交流感应电势，经放大电路放大后通过平均值计算电路，由于感应电势上下对称，其周期内平均值为零，所以直流检测线圈产生的感应电势经过平均值计算电路、积分电路、直流输出后输出为零；

当被测直流电流不为零时，其通过输入电路测量线圈分别在直流测量用电磁铁芯和交流测量用电磁铁芯中产生直流磁通φ2，又由于直流测量用电磁铁芯在激励电流作用下产生的交流磁通φ1已经处于饱和点处，两个磁通的共同作用将使直流测量用电磁铁芯内的磁通进入非线性饱和区，设直流磁通方向与激励电流产生的交流磁通的正方向相同，则合成后的磁通上半波进入非线性饱和，此时，直流检测线圈在交直流合成磁通的作用产生不对称的畸变交流感应电势，表现为上半波小于下半波，感应电势经放大电路和平均值计算电路后输出平均值，经积分电路，然后再经过功率放大电路后通过反馈线圈产生与直流磁通φ2方向相反的直流磁通φ3，当φ2不等于φ3时，直流检测线圈在合成磁通的作用下仍产生不对称的交流感应电势，经平均值计算电路后输出不为零，在积分电路的作用下，积分输出不断增大，从而使反馈线圈电流不断增大，直流磁通φ3也不断增大，直到φ2等于φ3时，直流测量用电磁铁芯内的直流磁通被抵消，直流检测线圈在交流磁通φ1的作用下产生对称的交流感应电势，此时经平均值计算电路输出为0，积分电路输出不再增大，直流输出模块输出被测直流电流，实现直流电流测量；

当被测直流电流不含交流分量时，交流测量用电磁铁芯内的直流磁通φ2和反馈线圈产生的直流磁通φ3相互抵消，交流检测线圈没有感应电动势，输出为零；

当被测直流电流含有交流分量时，在平均值计算电路、积分电路、功率放大电路以及反馈线圈的作用下，交流测量用电磁铁芯内的直流磁通φ2和反馈线圈产生的直流磁通φ3相互抵消，此时交被测电流的交流分量在交流测量用电磁铁芯中产生交变的磁通φ4，由于输入电流测量线圈在交流测量用电磁铁芯的匝数更多，交流分量产生的磁动势作用明显，此时交流检测线圈产生感应电动势，经滤波和交流输出，实现被测电流交流分量的测量。