[发明专利]一种基于多传感器融合的快响应直流比较仪

权利要求书

1.一种基于多传感器融合的快响应直流比较仪，其特征在于，包括：磁调制式电流传感器（1）、电流矫正模块、激励变压器（3）、交流检测滤波电路（4）、相敏解调滤波系统（5）、PI控制器（6）和功率放大器（7）；

所述磁调制式电流传感器（1）的励磁电压输入端连接至所述激励变压器（3）的输出端，反馈输入端连接至所述功率放大器（7）的输出端，用于通过励磁电压对所述磁调制式电流传感器（1）的磁芯进行励磁，由第一信号输出端输出平衡判断信号给相敏解调滤波系统（5），由第二信号输出端输出交流感应电压信号给交流检测滤波电路（4）；

所述电流矫正模块用于测量一次侧被测电流并获得前馈信号，将所述前馈信号与PI控制信号进行放大后输出用于控制磁调制磁芯快速退出或避免进入磁饱和的虚假平衡状态，且使所述磁调制式电流传感器输出保持稳定；

所述激励变压器（3）的输入端用于连接工频交流电，第一输出端连接至所述磁调制式电流传感器（1）的励磁电压输入端，第二输出端连接至所述相敏解调滤波系统（5）的第二输入端，用于为所述磁调制式电流传感器（1）提供周期性的励磁电压，并向所述相敏解调滤波系统（5）提供所需方波信号；

所述交流检测滤波电路（4）的输入端连接至所述磁调制式电流传感器（1）的第二信号输出端，用于对所述磁调制式电流传感器（1）输出的交流感应电压信号进行检测与滤波；

所述相敏解调滤波系统（5）的第一输入端连接至所述磁调制式电流传感器（1）的第一输出端，第二输入端连接至所述激励变压器（3）的第三输出端，用于对平衡判断信号进行相敏解调处理并输出平衡调节信号；

所述PI控制器（6）第一输入端连接至所述交流检测滤波电路（4）的输出端，第二输入端连接至所述相敏解调滤波系统（5）的输出端，用于对滤波后的交流感应电压信号与所述平衡调节信号进行比例积分控制并输出稳定的PI控制信号；

所述功率放大器（7）的输入端连接至所述电流矫正模块的输出端，用于对所述前馈信号与PI控制信号进行功率放大与滤波处理后输出所述反馈信号；

所述电流矫正模块包括：霍尔电流传感器芯片（21）和信号调理电路（22）；

所述霍尔电流传感器芯片（21）用于检测待测电流，并根据所述待测电流以及所述功率放大器（7）向所述磁调制式电流传感器（1）提供的前馈信号来控制磁调制磁芯快速退出或避免进入磁饱和的虚假平衡状态，使所述磁调制式电流传感器输出保持稳定；

所述信号调理电路（22）用于对所述霍尔电流传感器芯片（21）及所述PI控制器（6）的输出信号进行滤波与大小调整。

2.如权利要求1所述的快响应直流比较仪，其特征在于，所述磁调制式电流传感器（1）包括：第一磁调制磁芯C₁、第二磁调制磁芯C₂、交流反馈磁芯C₃、第一绕组W₁、第二绕组W₂、交流感应绕组W₃和二次侧绕组W_S；

所述第一磁调制磁芯C₁和所述第二磁调制磁芯C₂相互平行设置，且所述第一磁调制磁芯C₁和所述第二磁调制磁芯C₂分别由绝缘材料包裹后设置于所述交流反馈磁芯C₃中；

所述第一绕组W₁绕制在所述第一磁调制磁芯C₁上，所述第二绕组W₂绕制在所述第二磁调制磁芯C₂上，且所述第一绕组W₁与所述第二绕组W₂串联，用于检测所述第一磁调制磁芯C₁和所述第二磁调制磁芯C₂中的磁通大小，并输出平衡判断信号；

所述感应绕组W₃绕制于所述交流反馈磁芯C₃上，所述感应绕组W₃用于检测交流反馈磁芯中的磁通大小，并输出交流感应电压信号；

所述二次侧绕组W_S绕制在包裹了所述交流反馈磁芯C₃的绝缘材料上，用于保证通过二次侧电流I₂产生的直流磁势与一次侧被测电流I₁的磁势平衡，且根据二次侧电流的大小计算待测电流值。