直流传感器在电解工业整流电源系统的应用

发布于：2007/4/13 9:28:51 | 1318 次阅读

[转载]原文链接：

大直流传感器对电解工业的整流电源的计量准确，稳定可靠起到重要作用。该文所介绍的电流传感器产品具有自主知识产权。目前它又能取代过去进口的哈尔玛公司的产品。
　　该传感器的主要材料铁芯和砷化镓霍尔元件是从日本引进，但经过特殊的加工处理和电路设计，设计中的元器件都选用国产军工品。根据霍尔件在磁路间隙中所采集到的由电流及磁场转换过来的电压信号，运用全电流定律和新技术；新工艺手段研制成功。
　　该产品通过巴陵公司离子膜烧碱装置使用获得用户好评。
　　直流电源计控在电解工业管理有着举足轻重的地位，它是企业增效挖潜的主要技术考核指标之一，也是保障整流电源平稳运行的调控信号源之一，因此，直流传感器在整流电源系统中的计量准确、稳定可靠显得尤为重要。
　　众所周知，目前国内市场流行的直流电流传感器分开环和闭环二种形式（也就是常说的直测式和检零式），且二种形式的传感器在测量方面都有其理论根据，都是依据霍尔元件在磁路气隙中采集由电流与磁场成正比转换过来的电压信号，在全电流定律的理论框架下设计制作。
　　SDA系列直流大电流传感器在电解工业领域针对不同行业、不同厂家的需求，可生产闭环式和开环式二大类型的多种产品。可对5KA~420KA直流大电流进行在线计量检测，具有高、可靠性及稳定性好、反应速度快、安装维护方便等特点，产品曾先后列入湖北省“火炬计划”、“科技攻关计划”、“新产品试制鉴定计划”；并获得湖北省“科技进步二等奖”、国家科委“金桥奖”和“新产品证书”。
　　直流大电流传感器是在全电流定律∫LHdL=I的基础上研制的，全电流定律的是：磁场强度的闭合线积分只与闭合积分路径相交链的电流（被测电流I）有关，它与电流的位置及与不交链电流（所产生的杂散磁场）无关，当穿过传感器窗口的电流为零时，不管相邻导排有无电流（相对外磁），传感器的输出必须为零。我们知道被测电流I在铁心中产生磁通Φ，用带气隙的均匀无分支磁路来完成待测电流I转换成为气隙中的磁感应强度，根据磁场强度的环路定律H1d+H2d+……H2Nd+∫LHid1=I和霍尔元件的输出电压UH=KHIHB与灵敏度，控制电流和磁场强度的关系，将传感器设计成一定铁心面积和一定气隙长度，在磁路中按照中心对称及轴对称的原则将每个气隙通道里的霍尔件由磁场强度感应出的感应电势相加并放大N倍，即得出了与实际电流成正比的输出电压。假定霍尔检测通道及对应的气隙通道为2N个(设计为偶数,并在磁路中按中心及轴对称的原则排列),每个气隙的宽度为d,设铁芯的总长度为L则有:
　　H1d+H2d+…+H2Nd+∫LHid1=Io ……………………..(1)
　　其中,Hi(i=1,2,…,2N)为气隙通道中的磁场强度,H1为铁芯中l处的强度,Io为现场母排中的电流。
　　对于气隙中，有Hi=Bi/μ0,而由中值定理,有
　　 ∫LH1d1=HLL=BLL/μrμ0
　　从而有:B1d+B2d+…+B2Nd+BLL/μr=μoIo
　　在上述关系式中,根据磁介质的边界条件,可知BL与Bi近似相等,且L/d在装置设计中,其值范围通常在10~30左右,而μr的值通常在四个数量级以上因而BL/μr在整个和式项中,其值很小，从而可令
　　BLL/μrμ0=βμ0I0 (且β<<1)进而得出:
　　B1+B2+…+B2N=(1-β)μ0I0 /d……………………...(2)
　　另一方面也可以得出:
　　BL ≈μ0I0 /2Nd ………………………………….(3)
　　β≈L/2Ndμr…………………………………….(4)
　　在传感器的调试中,可让
　　SH1I1 Sinψ1= SH2I2 Sinψ2=…=SH2NI2N Sinψ2N =K
　　由VHi=SHiIiBiSinψ1代入（２）式有：
　　VH1+VH2+…+VH2N=K(1-β)μ0I0 /d
　　在电子线路中,我们将各个霍尔感应电势相加,并放大Q倍,作为该装置的输出信号Vo,即有:
　　Vo=Qk(1-β)μ0I0/d……………………………… (5)
　　该式即反映出检测装置输出电压Vo与检测电流Io的量值对应关系。
　　由以上理论分析，影响传感器测量的因素很大程度上取决于选用铁心和霍尔器件。因此我们花费了很大的精力将各种铁磁材料进行大量试验，最终选用了日本日芝铁公司生产的一种新型导磁材料，为尽可能地保证磁性材料的性能，在磁性材料成型前后对其进行了特殊工艺结构处理，这样由我们原来导磁材料的5000-8000高斯导磁率一下子提高到现在的17000-20000高斯的高导磁低矫顽力的理论要求上来，从而使我们的传感器在线性度上得到了有效保证。
　　同样在霍尔件方面,我们也是严格地按照理论计算要求,做了大量地试验和筛选工作，最终我们确定了日本尼赛拉公司生产的TO90A砷化镓霍耳元件,它的优点是其在恒流工作时温度稳定性的典型值为-300至-400PPm/℃,输出线性好，其误差只有0.8%,1mA1kGS的输出电压可达到65-170mV左右且具有很好的频率特性,理论频带宽度在1M赫兹以上,只要其激励电流不超过3.5mA ,使用寿命可达20万小时以上。

参与讨论

登录后参与讨论

//评论区

推荐阅读

智能网联汽车国际标准法规协调专家组（HEAG）召开工作会议

近年来智能网联汽车快速发展，新技术不断涌现，与相关产业融合度持续提升，正在推动全球汽车产业发生深刻变革。为应对此种形势，欧、美、日等汽车工业发达国家和地区都加大了智能网联汽车的国际标准法规协调的参与力度，在联合国世界车辆法规论坛(UN/WP.29)和国际标准化组织(ISO)层面，智能网联汽车相关国际标准法规协调活动正快速推进。为更有效地支撑上述组织的国际标准法规协调活动，2017年全国汽车标准

0215jiejie | 发布于：2022-12-01 0评论 0赞

苹果推出搭载M2芯片的新款iPad Pro 799美元起售

据苹果官网，苹果推出搭载M2芯片的新款iPadPro。 11英寸wifi版起售价为799美元，wifi+蜂窝网络版起售价为999美元；12.9英寸wifi版起售价为1099美元，wifi+蜂窝网络版起售价为1299美元。

0215jiejie | 发布于：2022-10-19 0评论 0赞

新能源汽车领衔 “中国智造”加速登陆欧洲市场

全球五大车展之一巴黎车展时隔四年再度启幕。在这场被视为“全球汽车行业风向标”的盛会上，国内外汽车品牌云集，长城汽车、比亚迪等再次领衔中国汽车出海。长城汽车欧洲区域总裁孟祥军表示：“欧洲是长城汽车最重要的海外市场之一，巴黎车展是长城汽车向欧洲市场展示GWM品牌和产品的最佳机会。长城汽车正在研究汽车行业碳排放的整个生命周期，到2025年，将推出50多款新能源产品，全力支持可再生能源使用，为全球用户

0215jiejie | 发布于：2022-10-19 0评论 0赞

严监管时代来临，电子烟“通配”大战走向何方？

针对通配烟弹厂商的一系列诉讼的结果，将对生产通配烟弹的品牌未来在电子烟行业的发展产生深远影响。 10月1日，《电子烟强制性国家标准》正式实施，中国电子烟监管全面生效。而在电子烟行业进入规范化、法治化阶段前夕，一场围绕着通配烟弹的争论在行业里发酵。 “通配”是电子烟从业者约定俗成的概念。换弹式电子烟由烟杆和烟弹组成，“通配”烟弹指的是非品牌商生产、可与品牌烟杆匹配使用的烟弹。多位业内人士表示，被

0215jiejie | 发布于：2022-10-19 0评论 0赞

Bourns 全新大功率分流电阻器

采用金属感应引脚，专用于大电流应用中进行精确测量全新分流电阻器专为电池管理系统、大电流工业控制和电动汽车充电站提供高可靠性、高成本效益的解决方案美国柏恩Bourns全球知名电子组件领导制造供货商，宣布新增12款CSM2F系列功率分流电阻器，扩展其产品组合。全新系列采用铆接通孔金属传感引脚，可满足大电流应用中对电压测试点精确定位日益增长的需求。最新型Bourns?CSM2F系列分流电阻器

0215jiejie | 发布于：2022-10-18 0评论 0赞

请尊重元宇宙“这个筐”

元宇宙是个筐，啥都往里装，但区别在于有的像聚宝盆，有的像垃圾桶。国庆假期刚结束，中青宝“90后”董事长李逸伦便亲自上阵，玩起了元宇宙婚礼。靠着老板首秀和代言，中青宝顺势推出“MetaLove元囍”App，正式进军元宇宙婚礼赛道。就产品而言，如同其他元宇宙产品，李逸伦的元宇宙婚礼“新奇与吐槽齐飞”：有人说是有趣的尝试，有人则认为像QQ炫舞结婚系统。要知道，QQ炫舞是一款推出了十余年的老游戏。

0215jiejie | 发布于：2022-10-13 0评论 0赞

边缘计算：突围商业模式痛点

截至8月末，中国5G基站总数达210.2万个，中国5G发展已经进入下半场。随着5G加速融入千行百业，互动直播、vCDN、安防监控等场景率先大规模落地，车联网、云游戏、工业互联网、智慧园区、智慧物流等场景也快速走向成熟，这些更大流量、更低时延、更高性能的场景涌现，对边缘计算的刚性需求势必爆发。 GrandViewResearch预测，即使在新型冠状病毒肺炎疫情肆虐全球的背景下，边缘计算和5G网络市

0215jiejie | 发布于：2022-10-13 0评论 0赞

商务部回应美商务部升级半导体等领域对华出口管制并调整出口管制“未经验证清单”

商务部新闻发言人10日就美商务部升级半导体等领域对华出口管制并调整出口管制“未经验证清单”应询答记者问。有记者问：近日，美国商务部在半导体制造和先进计算等领域对华升级出口管制措施。同时，在将9家中国实体移出“未经验证清单”过程中，又将31家中国实体列入，请问中方对此有何回应？对此，商务部新闻发言人回应称，中方注意到相关情况。首先，通过中美双方前一阶段共同努力，9家中国实体zui终

0215jiejie | 发布于：2022-10-13 0评论 0赞

TCL华星官宣与奔驰合作：推出全球首款横贯A柱的车载显示屏

今年1月，奔驰带来了VISIONEQSS概念车，其中控台采用了一块完全无缝的47.5英寸曲面显示屏，横贯整个A柱，令人印象深刻。今天，TCL华星正式官宣与奔驰达成合作，并认领了VISIONEQSS上这块全球首款横贯整个A柱曲面的车载显示屏。根据TCL介绍，这款显示屏采用了完全无缝的超薄一体化设计，将仪表盘、中控与副驾娱乐显示融为一体，并能够与3D实时导航系统相辅相成。同时，这块显示屏还采用

0215jiejie | 发布于：2022-10-12 0评论 0赞

半导体板块暴跌谁最受伤

国庆假期后首日开盘，上证综指时隔5个月再次失守3000点，与此同时，半导体板块也再度走低，其中，北方华创、雅克科技等个股跌停。10月11日早盘期间，半导体板块持续下挫，北方华创、雅克科技再度跌停。截至下午收盘，北方华创、雅克科技维持跌停状态，华海清科、拓荆科技-U、盛美上海、清溢光电、海光信息的跌幅则超10%。同日，半导体板块中的119只个股中超五成呈现下跌趋势。在半导体板块遭遇下挫的同时，北

0215jiejie | 发布于：2022-10-12 0评论 0赞

unionblog

关注