华中科技大学硕士学位论文新型直流电流传感器原理研究姓名：李前申请学位级别：硕士专业：电力系统及其自动化指导教师：毛承雄;陆继明20040510摘要直流大电流测量是现代电测量技术的重要内容随着直流用电负荷的越来越大对直流大电流测量也提出了更高的要求本文结合国家自然科学基金项目多路罗柯夫斯基直流大电流智能化传感器研究而展开工作在综合了解直流大电流测量的背景意义发展现状及直流大电流各种主要测量原理的基础上本文选择对直流调制比较仪原理进行深入研究为直流大电流传感器的开发建立良好的理论基础在深入研究铁芯线圈电路和调制直流测量原理的基础上本文研究磁性材料的磁特性确定钼坡莫合金磁粉芯作为调制用环形磁芯使用Matlab软件建立了铁芯磁化曲线的数学模型同时利用Simulink工具对单铁芯和双铁芯直流调制器进行了结构建模与仿真仿真模型充分考虑激励线圈偏磁线圈检测线圈各自内阻的影响利用电压源作为激励信号可以精确模拟磁化曲线的饱和段快速直观的研究调制器的工作原理和各个参数对调制器的影响弥补传统作图法的不足可以指导设计具有最佳工作特性的调制器通过对仿真结果的分析本文提出了利用感应线圈正负半波有效值差随直流偏磁变化的这个特征量构建调制比较仪测量直流电流的新思路最后本文通过构建实验平台对单铁芯和双铁芯直流调制器进行电压源激励开环实验验证了调制器仿真模型的正确性通过真有效值闭环比较仪实验初步验证了利用正负半波有效值差这个特征量来制作调制比较仪测量直流大电流的可行性关键词直流大电流测量调制比较仪铁芯线圈电路仿真磁化曲线IIAbstractHeavydirectcurrent(DC)measurementisaveryimportantpartofmodernelectricmeasurement.Withmoreandmoredirectcurrentpowerabsorption,itisveryurgenttodevelopthemethodsandinstrumentsforheavyDCmeasurementtomeetsuchrequirement.ThistreatiseisgroundontheitemofNationalNaturalScienceFund“theresearchofmultiplexRogowskicoilsintelligentheavyDCsensors”.AccordingtoourcomprehensiononthemainprincipiaofheavyDCmeasurement,wedeterminetostudythetheoryofDCmodulationcomparator.,formakingagoodfoundationintheoreticallyandexperimentally.Afterlucubratedtheelectrocircuitofmagneticcoreandthemethodofmodulationcomparator,wefoundedthesimulationmodelofthemagnetizationcurveandthemodulationcomparatorundertheenvironmentofMATLABSIMULINKtostudytheprincipleofmagneticmodulationcomparator.ThemodelcanexactlysimulatethesaturationofB-Hcurveofpermalloycore.Themodeltakesintoaccounttheinfluenceoftheself-resistanceofstimulationwinding,directwindingandmeasurementwinding.Thepresentedmethodcangivegreathelptoknowtheprincipleofmagneticmodulationcomparator,whichalsoisimportanttodesignthecomparatorwithsatisfactoryperformance.Ontheotherhand,Accordingtothesimulationresult,webroughtforwardanewmeasurementschemebycomparingthedifferenceoftheoutputwave’svirtualvaluefromthedetectcoil.Inordertovalidatethesimul