基于PCB的平面型空心线圈电流互感器性能分析及设计

通过电磁理论分析,提出了一种基于印刷电路板(PCB)的平面型空心线圈电流互感器.该新结构的空心线圈由多个平面螺旋线圈串接构成,一次导体紧绕半数不相邻的螺旋线圈绕制,二次输出一个正比于被测电流变化率的电压信号,再经过积分器还原成电流信号.推导出了线圈互感系数的计算公式,并分析了其抗外磁场干扰的机理,设计了实验模型.测试结果显示:测量精度达到了0.2级,具有较强的抗电磁干扰能力.这对于开发新型的电子式电流互感器具有积极的意义.     

电子式直流电能表测量结果的不确定度分析

电子式直流电能表是电力市场发展的新产物,其检定工作是对电能计量的新挑战。本文分析了用直流电能表检定装置检定电子式直流电能表所得测量结果的测量不确定度,分A类评定方法和B类评定方法进行评定,其测量不确定度的影响量为三个主要因素:测量结果的重复性;直流电能表检定装置引入的误差;数据修约。此文对直流电能表的校准工作,建标考核材料的申请有直接的指导意义。     

永磁伺服电机嵌入式位置检测理论及误差分析

针对现有的永磁伺服电机位置传感器存在成本高、体积大的缺点和新兴的无传感器技术计算复杂及依赖电机参数的不可靠性问题,提出了绕制时栅线圈检测电机转动位置的方法,但由于绕制时栅线圈检测的方法存在获取信号复杂、测量稳定性差以及线圈绕制不均匀增加误差的缺点,在此基础上,提出了一种基于隧道磁阻效应(TMR)和时栅技术的永磁伺服电机嵌入式位置检测新方法。在原理分析的基础上,根据行波表达式的理论推导,分析了单路和双路驻波幅值不相等所导致的误差规律,为检测结构的优化和进一步提高测量精度奠定基础。最后通过实验,验证了嵌入式位置检测理论分析的正确性以及检测方案的优越性,所提出方法的检测精度较绕制时栅线圈的检测方法提高了3倍,稳定性提高了5倍。     

组合式电子互感器的研究与设计

在分析电子式电流、电压互感器当前技术和发展的基础上,系统总结并提出了组合式电子互感器的原理和设计要求。给出了以Rogowski线圈测量电流和以电容分压器测量电压的电子式电流/电压互感器的原理和设计方法,论述了组合式电子互感器的优点和性能。     

准零刚度绝对位移传感器设计及运用

设计了一种准零刚度（QZS）绝对位移传感器。分析了QZS传感器的结构参数,得到了保证QZS传感器特性的参数要求。给定不同激励,对QZS传感器测量精度及响应速度进行了检测,并分析总结QZS传感器的一些不足及其使用范围。将QZS 传感器运用于Stewart平台的速度反馈,通过谐波平衡法得到平台z轴、绕x轴、绕y轴方向的幅频特性曲线。仿真结果表明,QZS传感器能够有效地测量平台z轴、绕x轴、绕y轴方向的绝对位移。     

空心线圈式电流互感器的干扰磁场研究

电子式线圈电流互感器的原理、结构及输出信号等与传统的电磁式电流互感器有很大不同,其性能会受外界磁场等因素的影响。本文对影响空心线圈电流互感器性能的电磁干扰因素进行详细分析,在理论分析的基础上给出相应的改进措施。实验表明,改进后的空心线圈电流互感器受外界磁场的影响很小,互感器的稳定性满足实用化要求。     

影响无骨架线圈绕制质量因素研究

介绍了影响无骨架线圈绕制过程的主要因素,从漆包线、绕线设备、绕线工艺流程和工装夹具几方面进行了分析,对提高漆包线的绕制质量有一定的指导作用。     

电子式电流互感器中Rogowski线圈的设计及动静态性能分析

测量传感头Rogowski线圈是电子式电流互感器的关键部分,通过分析Rogowski线圈的测量原理,导出了测量关系,并设计了一个Rogowski线圈.实验结果表明该Rogowski线圈具有良好的线性度.根据仿真分析可知该传感头不但在测量稳态电流上有很高的精度,还能很好地反映故障电流的暂态过程,并在动态试验中得到了验证.从而为设计一个高测量精度和良好动态性能的电子式电流互感器奠定了基础.     

光纤电流传感器的延迟光纤偏振串音误差

为了减小保偏延迟光纤偏振串音对光纤电流传感器测量精度的影响,利用琼斯矩阵研究了全光纤电流传感器的偏振耦合误差。简化了保偏延迟光纤的偏振串音模型,并基于简化模型得出了保偏延迟光纤偏振串音与输出的关系。通过理论仿真分别分析了在常温和变温条件下偏振串音对传感器变比的影响。对比实验结果与理论分析结论,验证了简化的偏振串音模型的合理性和仿真结果的正确性。测量了实际保偏延迟光纤偏振串音的温度特性,结果表明:在延迟光纤存在一定偏振串音时,光纤电流传感器的变比误差随电流的增加而增大;电流一定时,延迟光纤串音越高,光纤电流传感器的变比误差越大。最后,给出了满足光纤电流传感器0.2S级误差要求时延迟光纤偏振串音的允许波动范围。     

0.2S级电流互感器检定结果不确定度评价

取0.2S级电流互感器为实验样品,以检定规程《测量用电流互感器》(JJG 313—2010)及《测量不确定度评定与表示》(JJF1059—1999)为测量依据,对实验样品进行了误差测试,并对其测量结果不确定度进行了评定,通过评定结果,指出了影响测量结果不确定度的因素。     

柴油机电子油门传感器的线性优化

理论上分析了影响电子油门传感部件线性度的关键因素：电子油门传感部件径向磁场磁感应强度.通过对影响电子油门传感部件径向磁场磁感应强度的各个因素：初级线圈长度和半径、偏心圆盘偏心矩和半径、初级激励电压的分析.提出了各个因素优化来提高电子油门传感部件线性度的方法,得出了电子油门传感部件最佳线性度的性能参数.并对与其匹配的信号调理电路进行了最佳线性优化.依据柴油机电子油门控制系统模拟实验装置平台,对优化后的油门传感器进行了柴油机加减负荷模拟实验,并进行了误差分析.结果表明：柴油机电子油门控制系统的动态响应达0.23 s,线性度为0.38%,完全满足电子油门控制系统正常工作的要求.     

轮胎磨损对汽车电控系统的影响

本文以一例故障,阐述车轮传感器用于监视车轮的转动状态,当各轮胎磨损不同时,即使车轮行走正常,车轮传感器发出的转速信号,也会使计算机系统出现误判断。在ABS系统控制轮胎的滑移时,或驱动力控制系统控制驱动轮的滑转时,或发动机制动力矩控制时,都会因轮胎磨损出现控制不当的情况。另外,汽车行驶系统有不良表现时,也要考虑到轮胎磨损对电控系统的影响。     

磁悬浮转子系统中涡流传感器的工作特性研究

根据涡流位移传感器的工作原理及其在磁悬浮转子系统中的应用,介绍磁悬浮转子的工作环境以及对传感器的影响,分析涡流传感器在变化磁场环境下的误差来源以及表现形式,设计实验并测试了涡流传感器在变化磁场环境中的工作特性。实验结果表明:磁力轴承的变化磁场以及磁滞特性也是影响涡流传感器测量精度的一个重要原因,磁悬浮转子检测系统需要考虑磁场环境对测量精度的影响,对进一步提高磁悬浮转子的控制精度具有重要的参考价值。     

采用激光供能方法的光纤电流互感器

研制了一种新型的电流互感器,高压端采用Rogowski线圈作为电流传感头.传感头输出信号经A/D转换器变成数字量后编码成曼彻斯特码,由塑料光纤发送到低压端,用激光供能的方法为高压端的电子器件提供能源.低压端用D/A转换器恢复母线电流信号.该方法克服了传统电磁式电流互感器的固有缺点,也解决了直接从电力母线获得高压端电子器件工作能量的方法所带来的死区问题,加快了电子式电流互感器的实用化进程.     

电涡流传感器谐振测量电路参数的优化选择

为了满足磁悬浮轴承系统高精度的位移检测要求,必须对位移传感器的测量电路参数进行优化设计。文章从电涡流传感器的原理出发,介绍了谐振检测电路的工作原理,分析了谐振检测电路各参数对灵敏度的影响,提出了谐振测量电路参数优化的方法,利用这种参数优化方法来提高电涡流位移检测传感器的灵敏度简单、切实有效。     

自感式磁浮轴承位置传感器

根据电磁轴承的工作原理及结构特点,提出利用磁轴承线圈的差动电感替代电磁轴承系统中的涡电流位置传感器,简化了系统结构。推导了该自感型传感器的传输关系．通过实验得到了它的线性度．同时,可排除电磁场对涡电流位置传感器的影响．论证了该自感型传感器在电磁轴承系统中的可行性,提高了系统性能。     

电子分析天平的非线性影响与补偿方法研究

基于电磁力平衡传感器的电子分析天平非线性影响复杂,现有天平的非线性补偿主要依靠硬件电路实现,调试烦琐,示值误差大,一致性差.分析了电磁力平衡传感器的动圈位置、工作电流、环境温度、永磁体性能等非线性影响机理,提出了电磁力平衡传感器机械平衡优化与空间限位、取样电阻与传感器匹配、传感器多点温度测量等硬件优化方法,建立了电子分析天平非线性影响的牛顿插值补偿算法,实现了电子分析天平的非线性自动补偿.检验结果表明,采用研究的补偿方法对量程210g、分辨力0.1 mg的电子分析天平补偿后,全量程示值误差≤±0.3 mg,优于国家标准《JJG 1036-2008电子天平检定规程》规定的一级天平示值误差指标.     

高速磁悬浮电动机的混合磁轴承最小电流控制

针对高速磁悬浮电动机位移传感器检测转子位移信号随温度漂移导致磁轴承控制系统稳定性变差,甚至造成系统失稳的问题,在分散PID控制基础上提出了混合磁轴承最小电流控制策略。该方法不受位移传感器检测信号随温度漂移的影响,可保证高速磁悬浮电动机转子的稳定悬浮。试验结果表明,最小电流控制策略能够实现转子的稳定悬浮,抑制了传感器温度漂移对系统稳定性的影响,同时控制电流达到最小。     

半差动环形角度传感器的研究

本文研制了适用于电控燃油系统的一种新型角度传感器,并对其结构、工作原理以及测量电路进行了分析。分析结果表明该传感器的特性能满足电控燃油系统性能的要求。     

电子驻车制动系统控制电路设计

在结合目前国内外电子驻车制动系统研究现状以及对其功能要求分析的基础之上,针对钢索牵引式电子驻车制动系统进行整体设计。依次对倾角传感器、电机转速传感器和拉力传感器等进行选型并完成各模块的电路设计;完成实车匹配并根据驾驶员实际操作以及各种车况进行驻车制动或解除的功能调试,结果表明其静态特性和动态特性均满足设计要求。