[实用新型]一种改进型金属表面电流测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种改进型金属表面电流测量装置，具体属于电磁兼容测量领域。

背景技术

金属壳体表面地电流测试技术是地电流干扰和控制技术研究的基础，其测试原理和测试方法与传统的导线电流测试完全不同。目前，电磁兼容领域中电流的测量主要是采用电流卡钳，但由于金属壳体为大面积连续导体，其表面电流无法采用电流卡钳进行测量。鉴于此，《适用于舰船钢板地电流检测的新型磁场测量仪器设计》(电工技术学报，2004年第11期)设计了一种适用于金属表面电流测试的磁场测量装置，通过测量金属的表面磁场，获取金属表面电流的数值。该装置设计思路新颖，电路结构简单，测试精度高，为地电流干扰和控制技术研究提供了一种有效的实验测试手段和验证方法，具有重要的工程应用价值。然而，当被测金属表面电流频率较高时，受电容性耦合干扰影响，用该测量装置测量磁场信号时，测量结果不准确，从而导致这种金属表面电流测量装置的有效测量频率范围不够高。

发明内容

本实用新型的目的是为了克服现有技术中所设计的金属表面电流测量装置适用频率范围不够高的缺点，提供一种改进型金属表面电流测量装置，这种改进型测量装置可以准确测量1MHz以下的磁场(电流)信号，能够同时适用于时域和频域测量。

本实用新型所采用的技术方案是：本实用新型的改进型金属表面电流测量装置包括磁阻传感器、测量放大电路、信号输出接口、桥偏移电压补偿电阻和电源模块，以及交直流选择电路和置位脉冲电路；磁阻传感器与测量放大电路连接，测量放大电路与交直流选择电路连接，交直流选择电路与信号输出接口连接；用于给磁阻传感器提供置位脉冲电流的置位脉冲电路与磁阻传感器连接；桥偏移补偿电阻与磁阻传感器相连。

所述的测量装置，交直流选择电路采用电阻和电容并联组成。

所述的测量装置，置位电路采用定时器及其外围电路构成的方波信号发生器。

所述的改进型金属表面电流测量装置，磁阻传感器置于PCB板的上表面，并将单列直插式的芯片按照贴片芯片的焊接方式焊接在上表面；PCB板下表面敷铜，并将其连接到参考地上，测量电路上方覆盖一层接地良好的薄铜皮，构成电场屏蔽。

所述的测量装置，采用最小二乘法来确定磁阻传感器惠斯通电桥各电阻值大小，若R9/(R8+R9)＜R11/(R10+R11)则在R11两端并联一个电阻Rb＝R9·R10·R11/(R8·R11-R9·R10)，反之，若R9/(R8+R9)＞R11/(R10+R11)，则在R9两端并联一个电阻Rb＝R9·R10·R11/(R9·R10-R8·R11)。

本实用新型具有如下优点：

(1)该测量装置体积非常小，操作简单，测量时不会改变金属表面电流的局部分布，并且在较宽的频段范围内具有平坦的频率响应特性，不需进行校准。

(2)由于采用了电场屏蔽措施，使测量装置测量频率范围大大提高。

(3)所设计的交直流选择电路，使测量装置可以同时适用于时域和频域测量，并且能够检测直流和低频磁场信号。

(4)仅使用一个并联电阻就消除了磁阻传感器的桥偏移电压，简单实用，保证运放工作于线性区域。

附图说明

图1是本实用新型的电路原理方框图；

图2是交直流选择电路的电路图；

图3是置位脉冲电路的电路图；

图4是桥偏移电压补偿电阻连接示意图；

图5是电场屏蔽纵剖示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实例对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，本实用新型设计的金属表面电流测量装置包括：磁阻传感器1、测量放大电路2、交直流选择电路3、信号输出接口4、置位脉冲电路5、桥偏移电压补偿电阻6和电源模块7。磁阻传感器1与测量放大电路2连接，测量放大电路2与交直流选择电路3连接，交直流选择电路3与信号输出接口4连接；用于给磁阻传感器1提供置位脉冲电流的置位脉冲电路5与磁阻传感器1连接；桥偏移补偿电阻6与磁阻传感器1相连。