电流传感器、电流测量方法、设备及存储介质与流程

专利检索2024-12-09  34


本发明涉及电流测量,尤其涉及一种电流传感器、电流测量方法、设备及存储介质。


背景技术:

1、为实现非接触式测量导体的电流,现有的电流传感器一般是在导体的外周放置磁传感单元以测量导体周围的磁场,进而确定测量导体的待测电流值。

2、由于磁传感单元周围的磁场较弱,受限于磁传感单元的测量精度,该待测电流值一般存在较大的误差。为改善磁传感器周围的磁场较弱的问题,一般通过聚磁环增强磁传感器周围的磁场,进而降低待测电流值的测量误差。由于聚磁环的体积较大,电流传感器的体积一般较大。

3、进一步地,为实现小体积且精确获取待测电流值,一般采用点阵式电流传感器,即在不增加聚磁环基础上,将电流传感器中磁传感单元的数量设置为多个,该多个磁传感单元呈环形阵列布置于待测导线的外周且将待测导线限制于环形阵列的中心区域,通过对各磁传感单元的输出进行求和或平均后,确定测量导体的待测电流值。该待测电流值受磁传感单元数量的影响较大,磁传感单元的数量越多,待测电流值就越准确。当测量导体自由设于该环形阵列所包围的内部区域时,由于磁传感单元只能测量特定方向的磁场,待测电流值一般存在较大误差,主要由于待测导体远离环形阵列的中心区域或与环形阵列倾斜放置等的影响。


技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种电流传感器、电流测量方法、设备及存储介质,旨在改善电流传感器与测量导体位置不固定导致其电流测量精度不高的问题。

2、为实现上述目的,本发明提供了一种电流传感器,包括:

3、磁场采集模块,包括三轴磁传感器芯片,用于获取所述三轴磁传感器芯片周围的当前磁场信息;

4、驱动模块,用于带动所述三轴磁传感器芯片沿旋转圆周转动;

5、运动信息模块,用于获取所述三轴磁传感器芯片的当前转动位置信息;

6、控制模块,分别与所述磁场采集模块、所述驱动模块及所述运动信息模块连接,用于获取所述三轴磁传感器芯片的转动位置与磁场信息的对应关系,并依据所述对应关系确定待测导线的当前电流值,其中,所述待测导线位于所述旋转圆周所包围的区域内。

7、可选地,所述控制模块用于控制所述驱动模块运动,使所述三轴磁传感器芯片沿第一方向转动;

8、所述控制模块还用于通过所述运动信息模块确定所述三轴磁传感器芯片是否转动至至少一个预设位置;

9、所述控制模块还用于在确定所述三轴磁传感器芯片转动至所述至少一个预设位置时,获取所述三轴磁传感器芯片周围的当前磁场信息。

10、可选地,所述旋转圆周包括m个所述预设位置,其中m>1,以使得到多个预设位置的磁场信息;

11、所述当前电流值与所述待测导线的放置位置及所述m个预设位置所对应的磁场信息有关。

12、可选地,所述三轴磁传感器芯片包括x轴磁传感单元、y轴磁传感单元及z轴磁传感单元,其中所述x轴磁传感单元用于感应所述三轴磁传感器芯片周围的沿x轴方向的磁场强度,输出x轴电信号;所述y轴磁传感单元用于感应所述三轴磁传感器芯片周围的沿y轴方向的磁场强度,输出y轴电信号;所述z轴磁传感单元用于感应所述三轴磁传感器芯片周围的沿z轴方向的磁场强度,输出z轴电信号;所述x轴方向、所述y轴方向及所述z轴方向彼此正交;

13、各预设位置所对应的磁场信息包括所述x轴电信号、y轴电信号及z轴电信号;

14、所述当前电流值i符合公式:

15、

16、其中,hix为所述三轴磁传感器芯片在第i个转动位置的x轴电信号;hiy为所述三轴磁传感器芯片在第i个转动位置的y轴电信号;hiz为所述三轴磁传感器芯片在第i个转动位置的z轴电信号;k与待测导线的放置位置有关。

17、可选地,当所述待测导线正交于所述旋转圆周所在的第一平面时,k为预设固定值;

18、当所述待测导线斜交于所述第一平面时,k=k1×k2,其中k1为一常数,k2与所述m个预设位置所对应的磁场信息有关;

19、可选地,所述z轴方向平行于所述第一平面;

20、当所述待测导线朝x轴方向斜交于所述第一平面时,

21、

22、其中,max(h1z,…,hmz)为m个预设位置所对应的磁场信息中各z轴电信号的最大值;max(h1y,…,hmy)为m个预设位置所对应的磁场信息中各y轴电信号的最大值。

23、可选地,所述运动信息模块包括光栅和光电门传感器;

24、所述光栅与所述三轴磁传感器芯片固定连接;

25、所述光电门传感器用于感应所述光栅的位置。

26、此外,为实现上述目的,本发明还提出一种电流测量方法,所述方法应用于所述电流传感器检测待测导线的电流,所述方法包括:

27、实时获取三轴磁传感器芯片周围的当前磁场信息;

28、驱动所述三轴磁传感器芯片沿旋转圆周转动,其中所述待测导线位于所述旋转圆周所包围的区域内;

29、在所述三轴磁传感器芯片处于转动状态时,获取所述三轴磁传感器芯片的当前转动位置信息,并依据所述当前转动位置信息确定所述三轴磁传感器芯片是否经过所述旋转圆周的预设位置,所述预设位置包括多个;

30、在确定所述三轴磁传感器芯片经过所述预设位置时,将所述三轴磁传感器芯片周围的当前磁场信息作为所述预设位置所对应的磁场信息,进而得到所述三轴磁传感器芯片的转动位置与磁场信息的对应关系;

31、依据所述转动位置与磁场信息的对应关系,确定所述待测导线的当前电流值。

32、此外,为实现上述目的,本发明还提供一种电流测量设备,所述设备包括:存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的电流测量程序,所述电流测量程序配置为实现所述的电流测量方法的步骤。

33、此外,为实现上述目的,本发明还提供一种存储介质,所述存储介质上存储有电流测量程序,所述电流测量程序被处理器执行时实现所述的电流测量方法的步骤。

34、本发明通过实时获取三轴磁传感器芯片周围的当前磁场信息;驱动三轴磁传感器芯片沿旋转圆周转动,其中待测导线位于旋转圆周所包围的区域内;在三轴磁传感器芯片处于转动状态时,获取三轴磁传感器芯片的当前转动位置信息,并依据当前转动位置信息确定三轴磁传感器芯片是否经过旋转圆周的预设位置,预设位置包括多个;在确定三轴磁传感器芯片经过预设位置时,将三轴磁传感器芯片周围的当前磁场信息作为预设位置所对应的磁场信息,进而得到三轴磁传感器芯片的转动位置与磁场信息的对应关系;依据转动位置与磁场信息的对应关系,确定待测导线的当前电流值。通过磁场采集模块、驱动模块、运动信息模块及控制模块的协同作用,在导体与电流传感器位置不固定前提下非接触式实现导体电流的精确测量,具有结构简单、测量精度高的有益效果。



技术特征:

1.一种电流传感器,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的电流传感器,其特征在于,

3.根据权利要求2所述的电流传感器,其特征在于,

4.根据权利要求3所述的电流传感器,其特征在于,

5.根据权利要求4所述的电流传感器,其特征在于,

6.根据权利要求5所述的电流传感器,其特征在于,

7.根据权利要求1-6中任一项所述的电流传感器,其特征在于,所述运动信息模块包括光栅和光电门传感器;

8.一种电流测量方法,其特征在于,应用如权利要求1-7中任一项所述电流传感器检测待测导线的电流,所述方法包括:

9.一种电流测量设备,其特征在于,所述设备包括:存储器、处理器及存储在所述存储器上并在所述处理器上运行的电流测量程序,所述电流测量程序配置为实现如权利要求8所述的电流测量方法的步骤。

10.一种存储介质,其特征在于,所述存储介质上存储有电流测量程序,所述电流测量程序被处理器执行时实现如权利要求8所述的电流测量方法的步骤。


技术总结
本申请涉及电流测量技术领域,公开了一种电流传感器、电流测量方法、设备及存储介质,该电流传感器包括:磁场采集模块,包括三轴磁传感器芯片,用于获取其周围的当前磁场信息;驱动模块,用于带动三轴磁传感器芯片沿旋转圆周转动;运动信息模块,用于获取三轴磁传感器芯片的当前转动位置信息;控制模块,分别与磁场采集模块、驱动模块及运动信息模块连接,用于获取三轴磁传感器芯片的转动位置与磁场信息的对应关系,并依据该对应关系确定待测导线的当前电流值。本申请通过磁场采集模块、驱动模块、运动信息模块及控制模块的协同作用,在导体与电流传感器位置不固定前提下非接触式实现导体电流的精确测量,具有结构简单、测量精度高的有益效果。

技术研发人员:秦伟富,陆云帆,崔煜悍,肖亮
受保护的技术使用者:珠海多创科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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