[发明专利]一种基于隧道磁阻元件的电流测量方法、测量装置及设备

说明书

本申请提供了一种基于隧道磁阻元件的电流测量方法、测量装置及设备，涉及传感器技术领域。该方法包括：获取多个单轴TMR元件各自对应的磁场强度，其中，多个单轴TMR元件安装在待测导线所在的空间内，磁场强度为待测导线中流通电流时所产生的磁场的磁场强度；多个单轴TMR元件的数量为2个或3个；基于多个单轴TMR元件各自对应的磁场强度以及多个单轴TMR元件之间的距离，确定待测导线所流通的电流的电流值。与现有的采用多个三轴TMR元件或四个及以上单轴TMR元件的测量方式相比，本申请采用2个或3个单轴TMR元件就可以达到精确测量的目的，在满足测量精度的同时节约了成本。

技术领域

本申请涉及传感器技术领域，特别是涉及一种基于隧道磁阻元件的电流测量方法、测量装置及设备。

背景技术

近年来，以数字技术为代表的第四次工业革命给世界带来了翻天覆地的变化，也逐步引领生产模式和组织方式的变革。输电领域的技术发展也越来越朝着数字化的方向转型，云计算、大数据、物联网等技术是数字化电网的核心，传感与测量是上述技术的基础。电流作为电力系统中最重要的电气量之一，电流传感器的研制以及规模化应用显得尤为重要。

电流测量方法可以分为侵入式测量和非侵入式测量。侵入式测量需要将电流传感器接入到电路中，依据欧姆定律计算出电流的大小。非侵入式测量依据法拉第电磁感应定律，通过检测电流产生的磁场大小来间接得到电流值。现有的非侵入式电流传感器件主要包括电流互感器、罗氏线圈、霍尔元件传感器、光学电子式传感器、磁阻传感器等。与电流互感器、罗氏线圈、霍尔元件传感器等相比，磁阻传感器本质上是一个随外加磁场变化而变化的电阻，因此，采用磁电阻测量磁场不需要复杂的外围电路，可以将磁电阻电桥封装在尺寸很小的芯片内，测量磁场不需要磁芯，而且磁电阻的零输入电阻灵活可调，因此采用磁电阻设计电流传感器比较容易做到低功耗和微型化。而隧道磁电阻(tunnelmagnetoresistance，TMR)传感器具有体积小、价格低、频带宽、灵敏度高、线性度强及温度系数低等优点，成为电流传感器发展的新趋势。

目前，通常采用若干个三轴TMR传感器或四个以上单轴TMR传感器测量电路系统中的电流，然而这些测量方式存在成本过高的缺点。

发明内容

本申请提供一种基于隧道磁阻元件的电流测量方法，以解决现有的测量方式存在成本过高的问题。

相应的，本申请还提供了基于上述的电流测量方法进行测量的测量装置及设备。

为了解决上述问题，本申请公开了一种基于隧道磁阻元件的电流测量方法，该方法包括：

获取多个单轴TMR元件各自对应的磁场强度，其中，多个单轴TMR 元件安装在待测导线所在的空间内，磁场强度为待测导线中流通电流时所产生的磁场的磁场强度；多个单轴TMR元件的数量为2个或3个；

基于多个单轴TMR元件各自对应的磁场强度以及多个单轴TMR元件之间的距离，确定待测导线所流通的电流的电流值。

在一可选实施例中，多个单轴TMR元件的数量为2个，基于多个单轴 TMR元件各自对应的磁场强度以及多个单轴TMR元件之间的距离，确定待测导线所流通的电流的电流值，包括：

根据两个单轴TMR元件在待测导线所在的空间内的安装位置，获取两个单轴TMR元件之间的距离；

基于两个单轴TMR元件各自对应的磁场强度和两个单轴TMR元件之间的距离，确定待测导线所流通的电流的电流值；

其中，两个单轴TMR元件位于待测导线的同一半径的延长线上，两个单轴TMR元件与待测导线的中心之间的距离不相等，且两个单轴TMR元件的敏感方向与待测导线的磁场方向相一致。

在一可选实施例中，基于两个单轴TMR元件各自对应的磁场强度和两个单轴TMR元件的之间的距离，确定待测导线所流通的电流的电流值，包括：