在很多情況下,會(huì )遇到,在交流信號上疊加的直流信號,或者脈動(dòng)直流信號的,而我們卻只想獲取疊加的直流或者脈動(dòng)直流信號,如何采集?如何解析?用什么樣的方法來(lái)實(shí)現?以下我們就按照不同情況交流一下.
交流上疊加的直流,這個(gè)是比較好解決的,用磁調制原理的直流電流傳感器即可。
所謂的磁調制原理,以下做簡(jiǎn)單介紹:
磁調制原理采用雙鐵芯線(xiàn)圈,并且要求兩個(gè)耦合線(xiàn)圈具有相同的結構尺寸、有相同匝數的激磁繞組、鐵芯磁性能高度接近,同時(shí)要求鐵芯具有高矩形比的磁化曲線(xiàn)(如圖12),即要求鐵芯的初始磁導率盡可能高,同時(shí)飽和磁感要低,使鐵芯容易進(jìn)入高度飽和狀態(tài)。接線(xiàn)時(shí)將兩線(xiàn)圈的同名端反向聯(lián)接, 使調制電路輸出的激勵信號產(chǎn)生的磁場(chǎng)在兩鐵芯中大小相等方向相反,這樣使由激勵信號產(chǎn)生的激勵磁場(chǎng)與由輸入的被測量直流電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)在一個(gè)鐵芯中方向相同,從而等到加強,并使這個(gè)鐵芯迅速進(jìn)入磁飽和狀況;而在另外一個(gè)鐵芯中產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向相反,就會(huì )互相削弱,從而延遲鐵芯進(jìn)入飽和狀況,這樣使得兩個(gè)激磁繞組中感應的電壓的偶次諧波同相,相加后會(huì )得到加強;而在這兩個(gè)激磁繞組中感應的電壓的奇次諧波反相,相加后會(huì )互相削弱或抵消。因此這兩個(gè)激磁繞組對偶次諧波有選頻和放大作用,而對奇次諧波有抑制作用,達到選頻效果。激磁線(xiàn)圈中偶次諧波的大小與被測直流電流的大小成正比,把偶次諧波信號進(jìn)行調理和功率放大后,就可以得到我們所需的電流檢測信號。同時(shí),激勵線(xiàn)圈輸出的偶次諧波的偏移方向可以反映輸入電流的方向。
也就是說(shuō)在測量的過(guò)程中,交流成分會(huì )被有效抑制,從而實(shí)現交直流的解析,測量。
磁調制原理的傳感器一般用于直流漏電的測試,或對相應時(shí)間沒(méi)有要求的直流精度測量。廣泛用于直流屏。
霍爾原理的傳感器是無(wú)法現實(shí)的,霍爾是材料感應放大信號,原邊和副邊的波形是高度一致,即高度還原,二次的輸出還是交流和直流疊加的信號。而且霍爾原理只能測量安培級以上的較大電流,對于MA級的小電流是無(wú)法測量的。
* 大的難點(diǎn)是,交流上疊加的脈動(dòng)直流。無(wú)論用磁調制原理的傳感器還說(shuō)霍爾原理的,都無(wú)法解析,分離。
如果要只是實(shí)驗性的,可以只用磁通門(mén)原理的交直流通用型漏電流傳感器來(lái)實(shí)現測量,但這只是基于示波器的信號還原,而無(wú)法實(shí)現交直流的分離測量。
當疊加的脈動(dòng)直流信號,相當大的時(shí)候,比如大約1A時(shí),可才用單向霍爾電流傳感器來(lái)實(shí)現交直流的模擬信號分離,但是波形的分離還是沒(méi)有辦法的。
具體情況,具體對待,如果既需要波形分離,也需要模擬信號測量的分離,那就要用到半波整流加以輔助,相對比較復雜,需要溝通解決。

圖一

圖2
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