[发明专利]基于磁化微不对称磁芯群体镜像匹配的零点偏置抑制方法

说明书

本发明公开了一种基于磁化微不对称磁芯群体镜像匹配的零点偏置抑制方法，包括利用磁滞回线特性，计算每个磁芯的磁化特性评估指标IK_i；然后计算任意两个磁芯间的磁化特性评估指标差值，形成差值矩阵Dev；再依据差值矩阵Dev与零点偏置目标I_L，获取每个磁芯的匹配难度系数D_i；最后，利用差值矩阵与匹配难度系数，依次从大批量磁芯中两个具有相似磁化特性的磁芯来组成磁调制器。本发明计算出每个磁芯的匹配难度系数，并每次优先挑选匹配难度系数最大的磁芯进行匹配，可在很短时间内得出大批量磁芯的配对结果，可将磁调制器的零点偏置控制在预期目标以下，为提高磁调制器分辨率与准确性奠定基础。

技术领域

本发明属于电气技术领域，更具体地，涉及一种基于磁化微不对称磁芯群体镜像匹配的零点偏置抑制方法。

背景技术

在电力管理、在线监测等电气领域中，微弱直流电流非接触测量的需求日益增强。以电力电缆为例，随着电缆在智能电网中的广泛应用，电缆绝缘在线监测重要性日益凸显。电缆的绝缘劣化会产生“整流效应”，导致电缆中出现直流泄漏电流，其是评估电缆绝缘状态的关键指标之一。然而，直流泄漏电流信号非常微弱，通常为μA级，因此需要高分辨率的非接触式直流电流传感器。

非接触式直流电流传感器主要包括霍尔电流传感器、磁阻式电流传感器和磁调制式电流传感器。其中霍尔传感器分辨率低、温度漂移大；磁阻式传感器灵敏度高、线性度好，但是易受噪声干扰；而磁调制器具有低噪声和高稳定性的优点，在弱直流检测领域中应用更广泛。

磁调制器目前有两种结构，即开环型和闭环型。闭环传感器利用了零磁通原理，它在大多数场景下具有更高的测量精度。然而，与开环传感器相比，其反馈回路的测量误差会使闭环传感器在微弱电流检测场景中失去高精度的优势。因此，开环传感器将更适合测量弱直流电流，国内外学者们对开环磁调制器的优化设计和实际应用都进行一定研究。

开环磁调制器通常采用双磁芯差动式结构提高测量分辨率，目前分辨率已达到数十微安，然而两个磁芯难以保证完全一致，磁芯间微弱的磁化不对称性将导致磁调制器存在零点偏置，使得测量分辨率难以进一步提升。因此，亟需一种磁调制器零点偏置抑制方法，为进一步提高测量分辨率与准确性奠定基础。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种基于磁化微不对称磁芯群体镜像匹配的零点偏置抑制方法，旨在磁调制器大规模生产中，快速筛选出磁化特性近乎对称的两个磁芯来构成磁调制器，从而保证所有磁调制器零点偏置均处于较低水平。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于磁化微不对称磁芯群体镜像匹配的零点偏置抑制方法，包括以下步骤：

S1. 利用磁芯的磁滞回线特性，计算出用以制作n个磁调制器的2n个磁芯的磁化特性评估指标IK_i，i=1,2，...，2n；

S2. 将所述2n个磁芯的序号记录在数组Index中；

S3. 计算任意两个磁芯C_p与C_q间的磁化特性评估指标差值与，并将计算结果记录在差值矩阵Dev中；

S4. 依据所述差值矩阵Dev与磁调制器零点偏置目标I_L，计算每一个磁芯C_i的匹配难度系数D_i；

S5. 在所述数组Index中，优先挑选具有最大所述匹配难度系数的磁芯C_x进行配对；其次，在剩余磁芯中选出所述匹配难度系数最大，且与所述磁芯C_x间的所述评估指标差值小于所述磁调制器零点偏置目标I_L的磁芯C_y；