一种用于测试冲击电流传感器下垂率的装置及方法

文档序号:876205 发布日期:2021-03-19 浏览:1次 >En<

阅读说明:本技术 一种用于测试冲击电流传感器下垂率的装置及方法 (Device and method for testing sag rate of impact current sensor ) 是由 李文婷 龙兆芝 徐雁 刘少波 范佳威 胡康敏 雷民 周峰 余也凤 李明 于 2020-11-16 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种用于测试冲击电流传感器下垂率的装置及方法,属于传感器测试技术领域。本发明装置包括:可编程功率源,将脉冲电流信号传输至被测冲击电流传感器和标准冲击电流传感器;标准冲击电流传感器,与接入脉冲电流信号的被测冲击电流传感器生成闭合电流回路;示波器,根据测量值获取被测电流传感器的下垂率。本发明解决了目前冲击大电流传感器在低频指标测量方面的缺失的问题,且不需大功率且宽频率范围可调的正弦波电流源,利用可编程脉冲功率源及常规设备,就可实现冲击大电流传感器的低频性能指标的测量。(The invention discloses a device and a method for testing the droop rate of an impulse current sensor, and belongs to the technical field of sensor testing. The device of the invention comprises: the programmable power source transmits a pulse current signal to the measured impact current sensor and the standard impact current sensor; the standard impulse current sensor and the measured impulse current sensor connected with the impulse current signal generate a closed current loop; and the oscilloscope acquires the droop rate of the measured current sensor according to the measured value. The invention solves the problem of the deficiency of the prior impact heavy current sensor in the aspect of measuring the low-frequency index, does not need a sine wave current source with high power and adjustable wide frequency range, and can realize the measurement of the low-frequency performance index of the impact heavy current sensor by utilizing a programmable pulse power source and conventional equipment.)

一种用于测试冲击电流传感器下垂率的装置及方法

技术领域

本发明涉及传感器测试技术领域,并且更具体地,涉及一种用于测试冲击电流传感器下垂率的装置及方法。

背景技术

冲击大电流幅值大、变化快,信号所覆盖的频率范围宽。对于上升时间短,持续时间长的电流冲击波,理论分析和仿真计算表明其所含上限频率可超MHz,下限频率可低至数Hz及以下,测量冲击大电流的传感器必须具有比冲击大电流波更高的上限频率和更低的下限频率。

目前常用的冲击大电流传感器有冲击电流分流器、空芯线圈电流传感器,磁光效应电流传感器及铁芯线圈电流传感器,不同原理的冲击大电流传感器都需要测试标定其性能指标,包括上限频率和下限频率,目前常用的标定测试方法是提供标准冲击电流波的时域测量法,该方法可较好的标定幅值刻度因数和上升时间,但对传感器的低频响应指标无法标定。

一般传感器的上下限频率标定多采用正弦波信号扫频法,在保持输入信号幅值不变的条件下,改变信号的频率,测不同频率下传感器输出信号的衰减变化,从而确定可用通频带即对应的上下限频率,冲击大电流传感器由于信号幅值一般大于数千安培,采用正弦波信号扫频法需要功率很大且宽频率范围可调的正弦波电流源,目前一般实验室不具备此设备条件。

发明内容

针对上述问题,本发明提出了一种用于测试冲击电流传感器下垂率的装置,包括:

可编程功率源,所述可编程功率源输出脉冲电流信号,并将脉冲电流信号传输至被测冲击电流传感器和标准冲击电流传感器;

标准冲击电流传感器,所述标准冲击电流传感器接入脉冲电流信号形成回路,并与接入脉冲电流信号的被测冲击电流传感器形成闭合电流回路;

所述标准冲击电流传感器和所述被测电流传感器的输出电压信号并传输至示波器;

示波器,所述示波器接入电压信号,并测量电压信号,获取电压信号值,根据测量的电压信号值,输出测量值,根据测量值获取被测电流传感器的下垂率。

可选的,脉冲电流信号,为幅值和宽度可调的脉冲电流信号。

可选的,测量值,包括:标准冲击电流传感器输出的电流幅值和脉冲持续时间,被测冲击电流传感器输出的电流幅值、脉冲持续时间及电流的下降幅度。

可选的,下垂率,根据被测传感器的下垂率与下限频率的关系,确定其下限频率。

可选的,幅值根据被测电流冲击传感器的灵敏度进行调节。

可选的,宽度根据被测电流冲击传感器的下限频率范围进行调节。

本发明还提出了一种用于测试冲击电流传感器下垂率的方法,包括:

输出脉冲电流信号,并将脉冲电流信号传输至被测冲击电流传感器和标准冲击电流传感器;

标准冲击电流传感器和被测电流传感器接入脉冲信号后,输出电压信号;

测量电压信号,获取电压信号值,根据测量的电压信号值,输出测量值,根据测量值获取被测电流传感器的下垂率。

可选的,脉冲电流信号,为幅值和宽度可调的脉冲电流信号。

可选的,测量值,包括:标准冲击电流传感器输出的电流幅值和脉冲持续时间,被测冲击电流传感器输出的电流幅值、脉冲持续时间及电流的下降幅度。

可选的,下垂率,根据下垂率与下限频率的关系,确定下限频率。

可选的,幅值根据被测电流冲击传感器的灵敏度进行调节。

可选的,宽度根据被测电流冲击传感器的下限频率范围进行调节。

本发明解决了目前冲击大电流传感器在低频指标测量方面的缺失的问题,且不需大功率且宽频率范围可调的正弦波电流源,利用可编程脉冲功率源及常规设备,就可实现冲击大电流传感器的低频性能指标的测量。

附图说明

图1为本发明一种用于测试冲击电流传感器下垂率的装置结构图;

图2为本发明一种用于测试冲击电流传感器下垂率的装置下垂率测试波形示意图;

图3为本发明一种用于测试冲击电流传感器下垂率的方法流程图;

图1中:①为可编程功率源;②为标准冲击电流传感器;③为被测冲击电流传感器;④为示波器;

图2中:UR为标准冲击电流传感器②的输出;UX为被测冲击电流传感器③的输出;ΔUX为被测冲击电流传感器③输出的变化量;T为脉冲高电平持续时间。

具体实施方式

现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式,然而,本发明可以用许多不同的形式来实施,并且不局限于此处描述的实施例,提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明,并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中,相同的单元/元件使用相同的附图标记。

除非另有说明,此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外,可以理解的是,以通常使用的词典限定的术语,应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义,而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。

本发明提出了一种用于测试冲击电流传感器下垂率的装置,如图1所示,包括:

可编程功率源,所述可编程功率源输出脉冲电流信号,并将脉冲电流信号传输至被测冲击电流传感器和标准冲击电流传感器;

标准冲击电流传感器,所述标准冲击电流传感器接入脉冲电流信号,并与接入脉冲电流信号的被测冲击电流传感器生成闭合电流回路;

标准冲击电流传感器和所述被测电流传感器的输出电压信号并传输至示波器;

示波器,所述示波器接入电压信号,并测量电压信号,获取电压信号值,根据测量的电压信号值,输出测量值,根据测量值获取被测电流传感器的下垂率。

其中,脉冲电流信号,为幅值和宽度可调的脉冲电流信号。

测量值,包括:标准冲击电流传感器输出的电流幅值和脉冲持续时间,被测冲击电流传感器输出的电流幅值、脉冲持续时间及电流的下降幅度。

下垂率,根据下垂率与下限频率的关系,确定下限频率。

幅值根据被测电流冲击传感器的灵敏度进行调节。

宽度根据被测电流冲击传感器的下限频率范围进行调节。

本发明实施流程如下:

可编程功率源输出幅值和宽度均可调节的脉冲电流信号,通过标准和被测冲击电流传感器形成一个闭合电流回路,两个冲击电流传感器的输出分别接入示波器的两个通道。

可编程功率源选择输出一定幅值和宽度的脉冲电流,标准冲击电流传感器和被测冲击电流传感器输出对应的电压信号;根据电流传感器的灵敏度,由示波器测量值可得到标准的电流幅值和脉冲持续时间,同理还可得被测传感器输出的电流幅值、脉冲持续时间及电流的下降幅度;

由两通道的输出值,可计算得到被测电流传感器的下垂率,波形图如图2所示,根据下垂率与下限频率的关系D=2πfL,可得到下限频率。

可编程功率源的下限频率fL1与被测电流传感器的下限截止频率fL3之间的关系为:fL1≤fL3

标准电流传感器的上限频率fH2与可编程功率源输出电流的上限频率fH1之间的关系为:fH2≥fH1,标准电流传感器的下限频率fL2与可编程功率源输出电流的下限频率之间的关系为:fL2≤fL1

根据电流传感器的灵敏度,选取可编程功率源输出电流的幅值,保证传感器的输出适合示波器测量;如冲击电流传感器的灵敏度低,功率源输出单匝电流不够大,可采用等安匝法,保证传感器的输出电压适合示波器测量;

根据被测电流传感器下限频率范围,选择脉冲频率并调节占空比,保证脉冲宽度内被测传感器输出的下降幅度便于示波器测量。

实施例1

可编程功率源为商用产品,脉冲电流幅值范围:0-50A,频率范围:0-70kHz;标准电流传感器为可编程功率源内置,灵敏度0.1V/A。被测电流传感器为商用宽频电流传感器,Pearson CT101,标称下限频率:0.25Hz,灵敏度10mV/A。

按图1连接回路,其中两通道分别连接标准电流传感器和被测电流传感器的输出,由于被测传感器灵敏度较低,选择等安匝法,让电流线通过被测传感器中心孔穿绕6匝,即该传感器的被测电流等效为6IX。

选择可编程功率源输出幅值为50A,频率为25Hz,占空比为0.1;脉冲高电平持续时间T为4mS,实测并计算得到被测电流传感器下垂率D=0.31%/mS。计算对应的下限频率为0.49Hz,与标称下限频率大体相符。

实施例2

可编程功率源为商用产品;脉冲电流幅值范围:0-50A,频率范围:0-70kHz;标准电流传感器为可编程功率源内置,灵敏度0.1V/A。被测电流传感器为空芯线圈冲击电流传感器,理论计算下限频率:350Hz,灵敏度1mV/A。

按图1连接回路,其中两通道分别连接标准电流传感器和被测电流传感器的输出,由于被测传感器灵敏度较低,选择等安匝法,让电流线通过被测传感器中心孔穿绕10匝,即该传感器的被测电流等效为10IX。

选择可编程功率源输出幅值为50A,频率为50Hz,占空比为0.1;脉冲高电平持续时间T为2mS,实测并计算得到被测电流传感器下垂率D=196%/mS。计算对应的下限频率为312Hz,与理论下限频率相符。

本发明还提出了一种用于测试冲击电流传感器下垂率的方法,如图3所示,包括:

输出脉冲电流信号,并将脉冲电流信号传输至被测冲击电流传感器和标准冲击电流传感器;

标准冲击电流传感器和被测电流传感器接入脉冲信号后,输出电压信号;

测量电压信号,获取电压信号值,根据测量的电压信号值,输出测量值,根据测量值获取被测电流传感器的下垂率。

可选的,脉冲电流信号,为幅值和宽度可调的脉冲电流信号。

可选的,测量值,包括:标准冲击电流传感器输出的电流幅值和脉冲持续时间,被测冲击电流传感器输出的电流幅值、脉冲持续时间及电流的下降幅度。

可选的,下垂率,根据下垂率与下限频率的关系,确定下限频率。

可选的,幅值根据被测电流冲击传感器的灵敏度进行调节。

可选的,宽度根据被测电流冲击传感器的下限频率范围进行调节。

本发明解决了目前冲击大电流传感器在低频指标测量方面的缺失的问题,且不需大功率且宽频率范围可调的正弦波电流源,利用可编程脉冲功率源及常规设备,就可实现冲击大电流传感器的低频性能指标的测量。

本领域内的技术人员应明白,本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。本申请实施例中的方案可以采用各种计算机语言实现,例如,面向对象的程序设计语言Java和直译式脚本语言JavaScript等。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本申请的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然,本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样,倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内,则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

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