大电流霍尔电流传感器设计.doc
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大电流霍尔电流传感器设计,1.69万字 41页原创作品，已通过查重系统目录第一章 绪论11.1研究背景11.2国内外发展状况21.3研究意义41.4主要工作4第二章 主流的电流测量方法及其性能对比52.1传统电流测量方法62.1.1分流器62.1.2电流互感器62.1.3直流漏电流变送器72.1.4 amr电流传感器72...
内容介绍
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大电流霍尔电流传感器设计
1.69万字 41页 原创作品，已通过查重系统
目 录
第一章 绪 论 1
1.1研究背景 1
1.2国内外发展状况 2
1.3研究意义 4
1.4主要工作 4
第二章 主流的电流测量方法及其性能对比 5
2.1传统电流测量方法 6
2.1.1分流器 6
2.1.2电流互感器 6
2.1.3直流漏电流变送器 7
2.1.4 AMR电流传感器 7
2.2新型电流测量方法 7
2.2.1光纤电流传感器 7
2.2.2 Rogowski 线圈 8
2.3本章小结 10
第三章 基于TMR电流传感器的系统设计方案 11
3.1系统功能与技术指标 11
3.2系统整体方案设计 11
3.3传感器的选择 12
3.4线圈 14
3.4.1 磁芯的选择 14
3.4.2 线圈设计 15
3.5电路设计 16
3.5.1信号放大电路设计 16
3.5.3 功率放大电路 18
3.5.4 电源电路 19
3.6动态过程分析 19
3.6.1电流补偿过程 19
3.6.2 动态磁化过程 20
3.7本章小结 20
第四章 仿真与实验 22
4.1 系统仿真 22
4.2 直流电流的测量和验证 23
4.2.1测试仪器 23
4.2.2测试方法 23
4.2.3测试数据 23
4.3带宽的测量和验证 24
4.3.1测试仪器 24
4.3.2测试方法 24
4.3.3测试数据 24
4.4交流平坦度的测量 26
4.4.1测试仪器 26
4.4.2测试方法 26
4.4.3测试数据 26
4.5 与厂家产品性能对比 27
4.6本章小结 30
第五章 总结 31
5.1 项目完成情况 31
5.2 不足和改进 31
5.3展望 32
致谢 33
参考文献 34
附录A 36
附录B 37
摘要 电流传感器在电源、工业控制、汽车电子、航空航天方面都有着广泛的应用，而如何提高电流传感器的精度和测量带宽一直是电流传感器研究中的核心问题。传感器在系统中担负着采集信息的重要任务，因此传感器采集数据的精确度和稳定性往往是决定一个系统成败的关键。
为了解决霍尔电流传感器电流动态测试范围小、线性度低及频带宽度不能满足实际工程需求的问题，本次设计完成了20A闭环霍尔电流传感器的设计。利用零磁通的原理，通过检测二次线圈的反馈电流，计算可得一次线圈被测电流的大小，并针对传统的霍尔传感器受温度影响大的特点，使用了近些年才出现的磁阻传感器，有效地解决了温漂问题。
该电流传感器可测交直流电流，可测量频率100kHz以上的电流，本项目主要分为电源信号放大模块，功率放大模块，PI调节器和供电模块四个部分，对传感器元件采集的信号进行了处理，使其能测量交直流电流，最终输出-5V~5V的电压。通过测试表明，该电流传感器线性度可达0.1%以下，带宽可达120KHz，理论分析和实际测试均表明：闭环电流传感器在高频率、大电流测量领域有着显著的优点。
关键词：闭环电流传感器 线性度 磁阻
1.69万字 41页 原创作品，已通过查重系统
目 录
第一章 绪 论 1
1.1研究背景 1
1.2国内外发展状况 2
1.3研究意义 4
1.4主要工作 4
第二章 主流的电流测量方法及其性能对比 5
2.1传统电流测量方法 6
2.1.1分流器 6
2.1.2电流互感器 6
2.1.3直流漏电流变送器 7
2.1.4 AMR电流传感器 7
2.2新型电流测量方法 7
2.2.1光纤电流传感器 7
2.2.2 Rogowski 线圈 8
2.3本章小结 10
第三章 基于TMR电流传感器的系统设计方案 11
3.1系统功能与技术指标 11
3.2系统整体方案设计 11
3.3传感器的选择 12
3.4线圈 14
3.4.1 磁芯的选择 14
3.4.2 线圈设计 15
3.5电路设计 16
3.5.1信号放大电路设计 16
3.5.3 功率放大电路 18
3.5.4 电源电路 19
3.6动态过程分析 19
3.6.1电流补偿过程 19
3.6.2 动态磁化过程 20
3.7本章小结 20
第四章 仿真与实验 22
4.1 系统仿真 22
4.2 直流电流的测量和验证 23
4.2.1测试仪器 23
4.2.2测试方法 23
4.2.3测试数据 23
4.3带宽的测量和验证 24
4.3.1测试仪器 24
4.3.2测试方法 24
4.3.3测试数据 24
4.4交流平坦度的测量 26
4.4.1测试仪器 26
4.4.2测试方法 26
4.4.3测试数据 26
4.5 与厂家产品性能对比 27
4.6本章小结 30
第五章 总结 31
5.1 项目完成情况 31
5.2 不足和改进 31
5.3展望 32
致谢 33
参考文献 34
附录A 36
附录B 37
摘要 电流传感器在电源、工业控制、汽车电子、航空航天方面都有着广泛的应用，而如何提高电流传感器的精度和测量带宽一直是电流传感器研究中的核心问题。传感器在系统中担负着采集信息的重要任务，因此传感器采集数据的精确度和稳定性往往是决定一个系统成败的关键。
为了解决霍尔电流传感器电流动态测试范围小、线性度低及频带宽度不能满足实际工程需求的问题，本次设计完成了20A闭环霍尔电流传感器的设计。利用零磁通的原理，通过检测二次线圈的反馈电流，计算可得一次线圈被测电流的大小，并针对传统的霍尔传感器受温度影响大的特点，使用了近些年才出现的磁阻传感器，有效地解决了温漂问题。
该电流传感器可测交直流电流，可测量频率100kHz以上的电流，本项目主要分为电源信号放大模块，功率放大模块，PI调节器和供电模块四个部分，对传感器元件采集的信号进行了处理，使其能测量交直流电流，最终输出-5V~5V的电压。通过测试表明，该电流传感器线性度可达0.1%以下，带宽可达120KHz，理论分析和实际测试均表明：闭环电流传感器在高频率、大电流测量领域有着显著的优点。
关键词：闭环电流传感器 线性度 磁阻
