[发明专利]一种直流配电网电压测量装置及方法

权利要求书

1.一种直流配电网电压测量装置，由高阻值电阻、机电转角装置、永磁体和TMR角度测量电桥组成测量电路，其特征在于，包括：

高阻值电阻，用于将待测直流母线电压信号转化成机电转角装置中的通流线圈的微电流信号；

机电转角装置，通过内部永磁体产生的极间磁场，进而对通流线圈产生磁场力的作用，引起通流线圈在该磁场内偏转，产生角度位移；

外部永磁体，与机电转角装置中的通流线圈连接，并与之一起发生角度位移，用于为TMR角度测量电桥包含的多个TMR元件产生方向变化的角度位移磁场信号；

TMR角度测量电桥，用于将永磁体的角度位移磁场信号，转化成电桥中多个TMR元件变化的磁电阻信号，进而转化成差分输出电压信号，完成待测电压测量；TMR角度测量电桥包含4个TMR元件，第一TMR元件的自由层与第二TMR元件的被钉扎层共同连接电桥基准供电电源；第三TMR元件的自由层与第四TMR元件的被钉扎层共同连接参考地点；第一TMR元件的被钉扎层与第三TMR元件的被钉扎层共同连接电桥差分电压的正极性输出端；第二TMR元件的自由层与第四TMR元件的自由层共同连接电桥差分电压的负极性输出端。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述高阻值电阻，由多个阻值相同的精确电阻串联而成，高阻值电阻一端连接直流母线电压测量点，另一端通过通流导体连接参考地点，在直流母线电压测量点与参考地点之间形成近似断路的微电流情况，待测直流母线电压由高阻值电阻承担。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述机电转角装置，包含内部永磁体，通流线圈、游丝弹簧和转轴。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，还包括：

高阻值电阻产生的微电流沿着游丝弹簧和转轴，流经通流线圈，线圈受磁场力的作用，带动转轴发生偏转。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：

所述永磁体与机电转角装置内的永磁体经过磁屏蔽处理后，连接在机电转角装置的转轴上。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：

TMR角度测量电桥中每个TMR元件的自由层磁化方向与永磁体的磁场方向相同；

TMR元件的磁电阻阻值随着被钉扎层磁化方向与自由层磁化方向的夹角关系变化。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：

TMR角度测量电桥中相对桥臂的TMR元件的自由层、被钉扎层上下顺序相同；

TMR角度测量电桥中同一桥臂的TMR元件的自由层、被钉扎层上下顺序相反。

8.一种直流配电网电压测量方法，其特征在于，包括：

高阻值电阻两端承担待测点的直流母线电压，并将待测电压转换成流经机电转角装置中通流线圈的微电流信号；

机电转角装置中通流线圈的微电流切割装置内永磁体的磁感线，线圈受到磁场力作用，带动相边转轴发生偏转，产生角度位移信号；

将磁屏蔽处理的外部永磁体固定在机电转角装置的转轴上，所述转轴发生角度位移，改变各个TMR元件的磁阻，以电桥输出的差分电压信号反映永磁体的角度位移信号，进而反映机电转角装置中流经通流线圈的微电流信号，完成待测电压的测量。