CN113049874A - 电流传感器、电流测量设备、***、装置和存储介质 - Google Patents

电流传感器、电流测量设备、***、装置和存储介质 Download PDF

Info

Publication number
CN113049874A
CN113049874A CN202110284919.8A CN202110284919A CN113049874A CN 113049874 A CN113049874 A CN 113049874A CN 202110284919 A CN202110284919 A CN 202110284919A CN 113049874 A CN113049874 A CN 113049874A
Authority
CN
China
Prior art keywords
uniaxial
tmr
magnetic induction
induction intensity
radius
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202110284919.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113049874B (zh
Inventor
吕前程
李鹏
骆柏锋
刘仲
王志明
孙宏棣
尹旭
张佳明
田兵
赵继光
李立浧
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Southern Power Grid Digital Grid Research Institute Co Ltd
Original Assignee
Southern Power Grid Digital Grid Research Institute Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Southern Power Grid Digital Grid Research Institute Co Ltd filed Critical Southern Power Grid Digital Grid Research Institute Co Ltd
Priority to CN202110284919.8A priority Critical patent/CN113049874B/zh
Priority to US17/790,584 priority patent/US20240110956A1/en
Priority to PCT/CN2021/100222 priority patent/WO2022193454A1/zh
Publication of CN113049874A publication Critical patent/CN113049874A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113049874B publication Critical patent/CN113049874B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R15/00—Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
    • G01R15/14—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
    • G01R15/20—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using galvano-magnetic devices, e.g. Hall-effect devices, i.e. measuring a magnetic field via the interaction between a current and a magnetic field, e.g. magneto resistive or Hall effect devices
    • G01R15/205—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using galvano-magnetic devices, e.g. Hall-effect devices, i.e. measuring a magnetic field via the interaction between a current and a magnetic field, e.g. magneto resistive or Hall effect devices using magneto-resistance devices, e.g. field plates
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/25—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof using digital measurement techniques
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/10—Measuring sum, difference or ratio

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)

Abstract

本申请涉及一种电流传感器、电流测量设备、***、装置和存储介质。电流传感器包括：四个第一单轴TMR芯片和至少两个第二单轴TMR芯片；各第一单轴TMR芯片和各第二单轴TMR芯片位于同一虚拟圆环上；其中，四个第一单轴TMR芯片的磁敏感方向均垂直于虚拟圆环的半径，且相邻两个第一单轴TMR芯片的磁敏感方向垂直；两个第二单轴TMR芯片的磁敏感方向均平行于虚拟圆环的半径且相反，且两个第二单轴TMR芯片分别与其中两个第一单轴TMR芯片的位置相同；各单轴TMR芯片均用于采集磁感应强度；磁感应强度用于计算待测导线的目标电流值。采用本电流传感器进行电流测量时，测试方式简单、成本低。

Description

电流传感器、电流测量设备、***、装置和存储介质
技术领域
本申请涉及智能电网技术领域，特别是涉及一种电流传感器、电流测量设备、***、装置和存储介质。
背景技术
新一代智能电网对电气量和非电气量的感知监测要求越来越高，而现有测量电压、电流和非电量的手段已无法满足智能电网全面、实时感知信息的需求。如应用大数据和人工智能技术对电网运行状态的准确感知和预测，则需要实现电网技术电气量和非电气量(环境参数)的全面采集。
传统技术中，电力***进行电流采集时，主要依靠基于电磁耦合原理的电流互感器对电网运行过程中待测导线进行测量，需要将电流互感器串接进待测电路中进行电流测量，实现待测导线电流值的采集。然而，目前的电流测量方法，存在测试繁琐、成本高的问题。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提高测试精度的电流传感器、电流测量设备、***、装置和存储介质。
第一方面，本申请提供一种电流传感器，电流传感器包括：四个第一单轴TMR芯片和至少两个第二单轴TMR芯片；各第一单轴TMR芯片和各第二单轴TMR芯片位于同一虚拟圆环上；其中，四个第一单轴TMR芯片的磁敏感方向均垂直于虚拟圆环的半径，且相邻两个第一单轴TMR芯片的磁敏感方向垂直；两个第二单轴TMR芯片的磁敏感方向均平行于虚拟圆环的半径且相反，且两个第二单轴TMR芯片分别与其中两个第一单轴TMR芯片的位置相同；
各第一单轴TMR芯片和各第二单轴TMR芯片均用于采集磁感应强度；磁感应强度用于计算待测导线的目标电流值；磁感应强度包括待测导线的磁感应强度和干扰磁场强度。
第二方面，本申请提供一种电流测量设备，电流测量设备包括：权利要求1的电流传感器、与电流传感器连接的处理器；
处理器用于根据磁感应强度和虚拟圆环的半径计算待测导线的目标电流值。
第三方面，本申请提供一种电流测量***，电流测量包括：权利要求1的电流传感器、与电流传感器连接的计算机设备；
计算机设备用于根据磁感应强度和虚拟圆环的半径计算待测导线的目标电流值。
第四方面，本申请提供一种电流测量方法，应用于如第一方面实施例中的电流测量设备或如第二方面中的电流测量***中，该方法包括：
获取四个第一单轴TMR芯片的磁感应强度和至少两个第二单轴TMR芯片的磁感应强度；磁感应强度包括待测导线的磁感应强度和干扰磁场强度；
根据各第一单轴TMR芯片的磁感应强度、各第二单轴TMR芯片磁感应强度和虚拟圆环的半径，确定待测导线的目标电流值。
在其中一个实施例中，根据各第一单轴TMR芯片的磁感应强度、各第二单轴TMR芯片磁感应强度和虚拟圆环的半径，确定待测导线的目标电流值，包括：
将各第一单轴TMR芯片的磁感应强度、各第二单轴TMR芯片磁感应强度和虚拟圆环的半径代入预设的电流计算公式中，计算得到待测导线的目标电流值；电流计算公式为包括磁感应强度变量、虚拟圆环半径变量和电流值变量之间的对应关系。
在其中一个实施例中，电流计算公式的构建方法包括：
获取各第一单轴TMR芯片所在半径与待测导线所在半径的半径夹角参数；
获取各第一单轴TMR芯片与待测导线之间的第一距离参数；
获取各第一单轴TMR芯片的磁场方向与对应的各第一单轴TMR芯片的磁敏感方向的磁场夹角参数；
获取待测导线与虚拟圆环的圆心之间的第二距离参数；
获取干扰磁场参数；
根据半径夹角参数、第一距离参数、磁场夹角参数、第二距离参数和干扰磁场参数，构建电流计算公式。
在其中一个实施例中，根据各第一单轴TMR芯片的磁感应强度、各第二单轴TMR芯片磁感应强度和虚拟圆环的半径，确定待测导线的目标电流值，包括：
根据各第一单轴TMR芯片的磁感应强度、各第二单轴TMR芯片磁感应强度和虚拟圆环的半径，确定多个候选电流测量值；
从候选电流测量值中确定目标电流值。
在其中一个实施例中，从候选电流测量值中确定目标电流值，包括：
计算各候选电流测量值的虚部与实部之间的比值；
若比值小于预设阈值，则确定候选电流测量值为目标电流值。
在其中一个实施例中，从候选电流测量值中确定目标电流值，包括：
根据各候选电流测量值、各第一单轴TMR芯片的磁感应强度、各第二单轴TMR芯片的磁感应强度和虚拟圆环的半径，确定各候选电流测量值对应的待测导线至圆心的距离；
判断各候选电流测量值对应的待测导线至圆心的距离是否小于R/2，R为虚拟圆环的半径；
若是，则将候选电流测量值确定为目标电流值。
第五方面，本申请提供一种电流测量装置，该装置包括：
获取模块，用于获取四个第一单轴TMR芯片磁感应强度和至少两个第二单轴TMR芯片的磁感应强度；
确定模块，用于根据各第一单轴TMR芯片的磁感应强度、各第二单轴TMR芯片磁感应强度和虚拟圆环的半径，确定待测导线的目标电流值。
第六方面，本申请提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述第四方面任一项实施例中方法的步骤。
上述电流传感器、电流测量设备、***、装置和存储介质，电流传感器包括：四个第一单轴TMR芯片和至少两个第二单轴TMR芯片；各第一单轴TMR芯片和各第二单轴TMR芯片位于同一虚拟圆环上；其中，四个第一单轴TMR芯片的磁敏感方向均垂直于虚拟圆环的半径，且相邻两个第一单轴TMR芯片的磁敏感方向垂直；两个第二单轴TMR芯片的磁敏感方向均平行于虚拟圆环的半径且相反，且两个第二单轴TMR芯片分别与其中两个第一单轴TMR芯片的位置相同；各第一单轴TMR芯片和各第二单轴TMR芯片均用于采集磁感应强度；磁感应强度用于计算待测导线的目标电流值。由于，单轴TMR芯片相较于具有磁芯的电流互感器的价格低，且无需将电流传感器串接入电路中，进行电流的采集，测试简单。
附图说明
图1为一个实施例中电流传感器的结构框图；
图2为一个实施例中电流测量设备的结构框图；
图3为一个实施例中电流测量***的结构框图；
图4为一个实施例中电流测量方法的流程示意图；
图5为另一个实施例中电流测量方法的流程示意图；
图6为另一个实施例中电流测量方法的流程示意图；
图7为另一个实施例中电流测量方法的流程示意图；
图8为另一个实施例中电流测量方法的流程示意图；
图9为另一个实施例中电流测量装置的结构框图；
图10为另一个实施例中电流测量装置的结构框图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
图1为电流传感器的结构框图，在一个实施例中，如图1所示，提供了一种电流传感器，该电流传感器包括：四个第一单轴TMR芯片11和至少两个第二单轴TMR芯片12；各第一单轴TMR芯片和各第二单轴TMR芯片位于同一虚拟圆环上；其中，四个第一单轴TMR芯片的磁敏感方向均垂直于虚拟圆环的半径，且相邻两个第一单轴TMR芯片的磁敏感方向垂直；两个第二单轴TMR芯片的磁敏感方向均平行于虚拟圆环的半径且相反，且两个第二单轴TMR芯片分别与其中两个第一单轴TMR芯片的位置相同；
各第一单轴TMR芯片和各第二单轴TMR芯片均用于采集磁感应强度；磁感应强度用于计算待测导线13的目标电流值；磁感应强度包括待测导线的磁感应强度和干扰磁场强度。
其中，干扰磁场可以包括待测导线附近其他电气设备产生的磁场。
具体地，电流传感器包括至少6个单轴TMR芯片，其中，包括四个第一单轴TMR芯片和至少两个第二单轴TMR芯片，所有的单轴TMR芯片均位于同一虚拟圆环上，其中，四个第一单轴TMR芯片的磁敏感方向均垂直于虚拟圆环的半径，且相邻两个第一单轴TMR芯片的磁敏感方向垂直；两个第二单轴TMR芯片的磁敏感方向均平行于虚拟圆环的半径且相反，且两个第二单轴TMR芯片分别与其中两个第一单轴TMR芯片的位置相同。将四个第一单轴TMR芯片记为单轴TMR芯片1、单轴TMR芯片2、单轴TMR芯片3、单轴TMR芯片4；单轴TMR芯片1和单轴TMR芯片2所在虚拟圆环半径的夹角记为A＝90度；单轴TMR芯片1和单轴TMR芯片3所在虚拟圆环半径的夹角记为B＝180度。其中，各单轴TMR芯片的相对位置是固定的，但是可以在虚拟圆环上任意放置，且待测导线可以在虚拟圆环内的任意位置。
当各单轴TMR芯片采集到磁感应强度后，可以利用各单轴TMR芯片采集到的磁感应强度，根据毕奥-萨伐尔定律确定待测导线的目标电流值。如图1中所示，可以将单轴TMR芯片1所在半径、单轴TMR芯片2所在半径、单轴TMR芯片3和单轴TMR芯片4所在半径与待测导线所在半径的夹角分别定义为θ1,θ2,θ3，θ4；将单轴TMR芯片1、单轴TMR芯片2、单轴TMR芯片3和单轴TMR芯片4与待测导线之间的距离分别定义为y1，y2，y3，y4；将单轴TMR芯片1的磁场方向与所述单轴TMR芯片1的磁敏感方向的夹角定义为α1；将单轴TMR芯片2的磁场方向与单轴TMR芯片2的磁敏感方向的夹角定义为α2；单轴TMR芯片3的磁场方向与单轴TMR芯片3的磁敏感方向的夹角定义为α3；单轴TMR芯片4的磁场方向与单轴TMR芯片4的磁敏感方向的夹角定义为α4；将待测导线L与圆心O的距离定义为x；且由于将各单轴TMR芯片放置于同一虚拟圆环上，所以，虚拟圆环的半径为已知值。考虑外界的干扰磁场相聚传感器的距离相比于芯片距离较大，则外界的干扰磁场在相距较近的芯片处磁场是一致的，将干扰磁场强度计为
Figure BDA0002980053280000061
根据以下公式(1)—(17)进行联立化简：
B1＝I/y1×cosα1×M+Ba (1)
B2＝I/y2×cosα2×M-Bb (2)
B3＝I/y3×cosα3×M-Ba (3)
B4＝I/y4×cosα4×M+Bb (4)
B5＝I/y4×sinα4×M-Ba (5)
B6＝I/y2×sinα2×M+Ba (6)
Figure BDA0002980053280000062
Figure BDA0002980053280000063
Figure BDA0002980053280000064
Figure BDA0002980053280000065
θ2＝A-θ1 (11)
θ3＝B-θ1 (12)
θ4＝A+θ1 (13)
Figure BDA0002980053280000066
Figure BDA0002980053280000067
Figure BDA0002980053280000068
Figure BDA0002980053280000069
其中，
Figure BDA0002980053280000071
是根据根据比奥-萨法尔定律得到的系数；其中，第一单轴TMR芯片和第二单轴TMR芯片所在虚拟圆环半径的夹角记为A＝90度；第一单轴TMR芯片和第三单轴TMR芯片所在虚拟圆环半径的夹角记为B＝180度；可以得到公式(18)：
Figure BDA0002980053280000072
其中，
a＝4(B1+B2+B3+B4)
b＝-R(11(B1+B2+B3+B4)2+8(B2+B4)(B1+B3))
c＝8R2(B1+B2+B3+B4)(B2+B4)(B1+B3)+2R(B1+B3+B2+B4)(3(B1+B2+B3+B4)2+8(B2+B4)(B1+B3))R+R2((B1+B3+B2+B4)2+2((B1+B3)(B2+B4)+(B5+B6)2))4(B1+B2+B3+B4)
d＝-4R3(B2+B4)2(B1+B3)2-2R(B1+B3+B2+B4)8R2(B1+B2+B3+B4)(B2+B4)(B1+B3)-R2((B1+B3+B2+B4)2+2((B1+B3)(B2+B4)+(B5+B6)2))(3(B1+B2+B3+B4)2+8(B2+B4)(B1+B3))R-2R3(B1+B3+B2+B4)((B1+B3)(B2+B4)+(B5+B6)2)4(B1+B2+B3+B4)-((B1+B2+B3+B4)-2[(B1+B3)+R(B5+B6)2])2*R
Figure BDA0002980053280000073
f＝-R2((B1+B3+B2+B4)2+2((B1+B3)(B2+B4)+(B5+B6)2))4R3(B2+B4)2(B1+B3)2-2R3(B1+B3+B2+B4)((B1+B3)(B2+B4)+(B5+B6)2)8R2(B1+B2+B3+B4)(B2+B4)(B1+B3)-R4((B1+B3)(B2+B4)+(B5+B6)2)2(3(B1+B2+B3+B4)2+8(B2+B4)(B1+B3))*R-([(B1+B3)+R(B5+B6)2]R(B1+B2+B3+B4)-2R(B2+B4)(B1+B3))2*R
g＝2R3(B1+B3+B2+B4)((B1+B3)(B2+B4)+(B5+B6)2)4R3(B2+B4)2(B1+B3)2+R4((B1+B3)(B2+B4)+(B5+B6)2)28R2(B1+B2+B3+B4)(B2+B4)(B1+B3)
h＝-R4((B1+B3)(B2+B4)+(B5+B6)2)24R3(B2+B4)2(B1+B3)2
由于B1、B2、B3、B4、B5和B6分别为单轴TMR芯片1的磁感应强度、单轴TMR芯片2的磁感应强度、单轴TMR芯片3的磁感应强度、单轴TMR芯片4的磁感应强度、以及第二单轴TMR芯片中的单轴TMR芯片5的磁感应强度和单轴TMR芯片6的磁感应强度，R为虚拟圆环的半径，均为已知值。由上式可知，仅需根据B1、B2、B3、B4、B5和B6以及R这7个值，即可求出待测电流I。其中，对公式(18)的求解，可以通过公式(1)：
Figure BDA0002980053280000081
进行求解，其中eig(·)即为求解矩阵的特征向量，即目标电流值。也可以利用公式(13)求解出候选电流测量值，对候选电流测量值中选取虚部与实部之间的比值小于预设阈值，则确定候选电流测量值为目标电流测量值，并去除导线位置明显有误的候选电流测量值。
在本实施例中，电流传感器包括：四个第一单轴TMR芯片和至少两个第二单轴TMR芯片；各第一单轴TMR芯片和各第二单轴TMR芯片位于同一虚拟圆环上；其中，四个第一单轴TMR芯片的磁敏感方向均垂直于虚拟圆环的半径，且相邻两个第一单轴TMR芯片的磁敏感方向垂直；两个第二单轴TMR芯片的磁敏感方向均平行于虚拟圆环的半径且相反，且两个第二单轴TMR芯片分别与其中两个第一单轴TMR芯片的位置相同；各第一单轴TMR芯片和各第二单轴TMR芯片均用于采集磁感应强度；磁感应强度用于计算待测导线的目标电流值。由于，单轴TMR芯片相较于具有磁芯的电流互感器的价格低，且无需将电流传感器串接入电路中，进行电流的采集，测试简单。
上述实施例对电流传感器进行了说明，如图1所示的电流传感器采集到磁感应强度用于计算待测导线的电流值时，可以通过与电流传感器连接的处理器实现计算待测导线的电流值，现以一个实施例对电流传感器和处理器构成的电流测量设备进行说明，在一个实施例中，如图2所示，电流测量设备包括：如图1所示的电流传感器、与电流传感器连接的处理器；
处理器用于根据磁感应强度和虚拟圆环的半径计算待测导线的目标电流值。
具体地，处理器可以通过有线或者无线的方式与电流传感器连接，接收电流传感器发送的各单轴TMR芯片采集的磁感应强度。当处理器接收到电流传感器发送的各单轴TMR芯片采集的磁感应强度后，利用各单轴TMR芯片采集的磁感应强度和虚拟圆环的半径，可采用上述实施例的待测导线目标电流值的计算方法，计算目标电流值。
在本实施例中，电流测量设备包括电流传感器、与电流传感器连接的处理器；处理器根据磁感应强度和虚拟圆环的半径计算待测导线的目标电流值。由于电流传感器采集到待测导线的磁感应强度后，通过外接的处理器对采集的磁感应强度进行处理，计算待测导线的目标电流值，测试简单，电流测量设备的结构简单，且单轴TMR芯片成本较低。
上述实施例对电流测量设备进行了说明，在如图1所示的电流传感器采集磁感应强度，需要计算待测导线进行电流值时，还可以通过与电流传感器连接的计算机设备实现计算待测导线的电流值，现以一个实施例对电流传感器和计算机设备构成的电流测量***进行说明，在一个实施例中，如图3所示，电流测量***包括：如图1所示的电流传感器、与电流传感器连接的计算机设备；
计算机设备用于根据磁感应强度和虚拟圆环的半径计算待测导线的目标电流值。
其中，计算机设备可以包括服务器，可以用独立的服务器或者是多个服务器组成的服务器集群来实现；计算机设备也可以包括终端，该计算机设备包括通过***总线连接的处理器、存储器、通信接口、显示屏和输入装置，可以但不限于是各种个人计算机、笔记本电脑、智能手机、平板电脑和便携式可穿戴设备。
具体地，计算机设备可以通过有线或者无线的方式与电流传感器连接，当计算机设备接收到各单轴TMR芯片采集的磁感应强度后，利用各单轴TMR芯片采集的磁感应强度和虚拟圆环的半径，可采用上述实施例的待测导线目标电流值的计算方法，计算目标电流值。
在本实施例中，电流测量***包括：电流传感器、与电流传感器连接的计算机设备；计算机设备根据磁感应强度和虚拟圆环的半径计算待测导线的目标电流值。由于电流传感器采集到待测导线的磁感应强度后，通过外接的计算机设备对采集的磁感应强度进行处理，计算待测导线的目标电流值，测试简单，电流测量设备的结构简单。
上述实施例对电流传感器、电流测量设备和电流测量***进行了说明，本申请提供了一种电流测量方法可以应用于上述电流测量设备或电流测量***中，现以一个实施例对如何计算待测导线的电流值进行说明，在一个实施例中，如图4所示，应用于如图2所示的电流测量设备或如图3所示的电流测量***中，该方法包括：
S402，获取四个第一单轴TMR芯片的磁感应强度和至少两个第二单轴TMR芯片的磁感应强度；磁感应强度包括待测导线的磁感应强度和干扰磁场强度。
具体地，以执行主体为处理器为例，当电流传感器采集到各第一单轴TMR芯片的磁感应强度、各第二单轴TMR芯片的磁感应强度后，传送至处理器，处理器即可获取各第一单轴TMR芯片的磁感应强度、各第二单轴TMR芯片的磁感应强度。
S404，根据各第一单轴TMR芯片的磁感应强度、各第二单轴TMR芯片磁感应强度和虚拟圆环的半径，确定待测导线的目标电流值。
具体地，由于各第一单轴TMR芯片、各第二单轴TMR芯片位于同一虚拟圆环上，且虚拟圆环的半径为已知值，则可以根据各第一单轴TMR芯片的磁感应强度、各第二单轴TMR芯片的磁感应强度和虚拟圆环的半径，利用毕奥-萨伐尔定律求解目标电流值；也可以在已知各第一单轴TMR芯片的磁感应强度、各第二单轴TMR芯片的磁感应强度和虚拟圆环的半径的基础上，引入相关其他参数，共同构建方程组，对方程组进行化简求解，即可得到目标电流值。
在本实施例中，通过获取四个第一单轴TMR芯片的磁感应强度和至少两个第二单轴TMR芯片的磁感应强度；根据各第一单轴TMR芯片的磁感应强度、各第二单轴TMR芯片磁感应强度和虚拟圆环的半径，确定待测导线的目标电流值。由于仅需根据各第一单轴TMR芯片的磁感应强度、各第二单轴TMR芯片的磁感应强度以及各单轴TMR芯片所在虚拟圆环的半径，无需获取其他相关参数的实际值，即可确定待测导线的目标电流值，测试方法简单有效。
上述实施例对电流测量方法进行了说明，现以一个实施例对如何根据各单轴TMR芯片的磁感应强度和虚拟圆环的半径确定待测导线的目标电流值进一步说明，在一个实施例中，根据各第一单轴TMR芯片的磁感应强度、各第二单轴TMR芯片磁感应强度和虚拟圆环的半径，确定待测导线的目标电流值，包括：
将各第一单轴TMR芯片的磁感应强度、各第二单轴TMR芯片磁感应强度和虚拟圆环的半径代入预设的电流计算公式中，计算得到待测导线的目标电流值；电流计算公式为包括磁感应强度变量、虚拟圆环半径变量和电流值变量之间的对应关系。
具体地，将各单轴TMR芯片的磁感应强度以及已知的虚拟圆环的半径带入值电流计算公式中，对电流计算公式进行求解，即可得到目标电流值。其中，电流计算公式的构建方法可以参见如图5所示的电流计算公式的构建方法的步骤，包括：
S502，获取各第一单轴TMR芯片所在半径与待测导线所在半径的半径夹角参数。
具体地，在各单轴TMR芯片在虚拟圆环上的位置确定后，即将单轴TMR芯片1所在半径、单轴TMR芯片2所在半径、单轴TMR芯片3和单轴TMR芯片4所在半径与待测导线所在半径的夹角分别定义为θ1,θ2,θ3，θ4；即获取各目标电流值第一单轴TMR芯片所在半径与目标电流值待测导线所在半径的半径夹角参数。
S504，获取各第一单轴TMR芯片与待测导线之间的第一距离参数。
具体地，在各单轴TMR芯片在虚拟圆环上的位置确定后，即可将将单轴TMR芯片1、单轴TMR芯片2、单轴TMR芯片3和单轴TMR芯片4与待测导线之间的距离分别定义为y1，y2，y3，y4，即获取各目标电流值第一单轴TMR芯片与目标电流值待测导线之间的第一距离参数。
S506，获取各第一单轴TMR芯片的磁场方向与对应的各第一单轴TMR芯片的磁敏感方向的磁场夹角参数。
具体地，在各单轴TMR芯片在虚拟圆环上的位置确定后，即可将单轴TMR芯片1的磁场方向与所述单轴TMR芯片1的磁敏感方向的夹角定义为α1；将单轴TMR芯片2的磁场方向与单轴TMR芯片2的磁敏感方向的夹角定义为α2；单轴TMR芯片3的磁场方向与单轴TMR芯片3的磁敏感方向的夹角定义为α3；单轴TMR芯片4的磁场方向与单轴TMR芯片4的磁敏感方向的夹角定义为α4；即获取各目标电流值第一单轴TMR芯片的磁场方向与对应的各目标电流值第一单轴TMR芯片的磁敏感方向的磁场夹角参数。
S508，获取待测导线与虚拟圆环的圆心之间的第二距离参数。
具体地，在各单轴TMR芯片在虚拟圆环上的位置确定后，即可将待测导线L与圆心O的距离定义为x，即第二距离参数。
S510，获取干扰磁场参数。
具体地，考虑外界的干扰磁场相聚传感器的距离相比于芯片距离较大，则外界的干扰磁场在相距较近的芯片处磁场是一致的，计为
Figure BDA0002980053280000121
即获取干扰磁场参数。
S512，根据半径夹角参数、第一距离参数、磁场夹角参数、第二距离参数和干扰磁场参数，构建电流计算公式。
具体地，可以根据半径夹角参数、第一距离参数、磁场夹角参数、第二距离参数和干扰磁场参数，构建电流计算公式：
B1＝I/y1×cosα1×M+Ba (1)
B2＝I/y2×cosα2×M-Bb (2)
B3＝I/y3×cosα3×M-Ba (3)
B4＝I/y4×cosα4×M+Bb (4)
B5＝I/y4×sinα4×M-Ba (5)
B6＝I/y2×sinα2×M+Ba (6)
Figure BDA0002980053280000131
Figure BDA0002980053280000132
Figure BDA0002980053280000133
Figure BDA0002980053280000134
θ2＝A-θ1 (11)
θ3＝B-θ1 (12)
θ4＝A+θ1 (13)
Figure BDA0002980053280000135
Figure BDA0002980053280000136
Figure BDA0002980053280000137
Figure BDA0002980053280000138
其中，
Figure BDA0002980053280000139
是根据根据比奥-萨法尔定律得到的系数；其中，第一单轴TMR芯片和第二单轴TMR芯片所在虚拟圆环半径的夹角记为A＝90度；第一单轴TMR芯片和第三单轴TMR芯片所在虚拟圆环半径的夹角记为B＝180度；根据以上公式(1)—(17)进行联立化简：，可以得到公式(18)：
Figure BDA00029800532800001310
其中，
a＝4(B1+B2+B3+B4)
b＝-R(11(B1+B2+B3+B4)2+8(B2+B4)(B1+B3))
c＝8R2(B1+B2+B3+B4)(B2+B4)(B1+B3)+2R(B1+B3+B2+B4)(3(B1+B2+B3+B4)2+8(B2+B4)(B1+B3))R+R2((B1+B3+B2+B4)2+2((B1+B3)(B2+B4)+(B5+B6)2))4(B1+B2+B3+B4)
d＝-4R3(B2+B4)2(B1+B3)2-2R(B1+B3+B2+B4)8R2(B1+B2+B3+B4)(B2+B4)(B1+B3)-R2((B1+B3+B2+B4)2+2((B1+B3)(B2+B4)+(B5+B6)2))(3(B1+B2+B3+B4)2+8(B2+B4)(B1+B3))R-2R3(B1+B3+B2+B4)((B1+B3)(B2+B4)+(B5+B6)2)4(B1+B2+B3+B4)-((B1+B2+B3+B4)-2[(B1+B3)+R(B5+B6)2])2*R
Figure BDA0002980053280000141
f＝-R2((B1+B3+B2+B4)2+2((B1+B3)(B2+B4)+(B5+B6)2))4R3(B2+B4)2(B1+B3)2-2R3(B1+B3+B2+B4)((B1+B3)(B2+B4)+(B5+B6)2)8R2(B1+B2+B3+B4)(B2+B4)(B1+B3)-R4((B1+B3)(B2+B4)+(B5+B6)2)2(3(B1+B2+B3+B4)2+8(B2+B4)(B1+B3))*R-([(B1+B3)+R(B5+B6)2]R(B1+B2+B3+B4)-2R(B2+B4)(B1+B3))2*R
g＝2R3(B1+B3+B2+B4)((B1+B3)(B2+B4)+(B5+B6)2)4R3(B2+B4)2(B1+B3)2+R4((B1+B3)(B2+B4)+(B5+B6)2)28R2(B1+B2+B3+B4)(B2+B4)(B1+B3)
h＝-R4((B1+B3)(B2+B4)+(B5+B6)2)24R3(B2+B4)2(B1+B3)2
由于B1、B2、B3、B4、B5和B6分别为单轴TMR芯片1的磁感应强度、单轴TMR芯片2的磁感应强度、单轴TMR芯片3的磁感应强度、单轴TMR芯片4的磁感应强度、以及第二单轴TMR芯片中的单轴TMR芯片5的磁感应强度和单轴TMR芯片6的磁感应强度，R为虚拟圆环的半径，均为已知值。由上式可知，仅需根据B1、B2、B3、B4、B5和B6以及R8个值，即可求出待测电流I。其中，对公式(18)的求解，可以通过公式(1)：
Figure BDA0002980053280000151
进行求解，得到目标电流值。
在本实施例中，通过将各第一单轴TMR芯片的磁感应强度、各第二单轴TMR芯片磁感应强度和虚拟圆环的半径代入预设的电流计算公式中，计算得到待测导线的目标电流值。这种方法简单有效，且可获取精度较高的待测导线的目标电流值。且在电流计算公式的构建过程中，引入的干扰磁场参数实现了抵消，因此，在最终计算过程中无需考虑外界干扰磁场，具备抗干扰的特性。同时，由于在计算过程中只与各单轴TMR芯片采集的待测导线的磁感应强度和圆环的半径有关，因此，计算过程也不易受其他参数影响，更加准确。进而使测量的目标电流值更加精确，因此测试结果的精度更高。
上述实施例对电流测量方法进行了说明，现对如何确定目标电流值进一步说明，在一个实施例中，如图6所示，根据各第一单轴TMR芯片的磁感应强度、各第二单轴TMR芯片磁感应强度和虚拟圆环的半径，确定待测导线的目标电流值，包括：
S602，根据各第一单轴TMR芯片的磁感应强度、各第二单轴TMR芯片磁感应强度和虚拟圆环的半径，确定多个候选电流测量值。
具体地，将各第一单轴TMR芯片的磁感应强度、各第二单轴TMR芯片的磁感应强度和虚拟圆环的半径带入上述实施例构建的电流计算公式：
Figure BDA0002980053280000152
中，其中，
Figure BDA0002980053280000153
是根据根据比奥-萨法尔定律得到的系数，
a＝4(B1+B2+B3+B4)
b＝-R(11(B1+B2+B3+B4)2+8(B2+B4)(B1+B3))
c＝8R2(B1+B2+B3+B4)(B2+B4)(B1+B3)+2R(B1+B3+B2+B4)(3(B1+B2+B3+B4)2+8(B2+B4)(B1+B3))R+R2((B1+B3+B2+B4)2+2((B1+B3)(B2+B4)+(B5+B6)2))4(B1+B2+B3+B4)
d＝-4R3(B2+B4)2(B1+B3)2-2R(B1+B3+B2+B4)8R2(B1+B2+B3+B4)(B2+B4)(B1+B3)-R2((B1+B3+B2+B4)2+2((B1+B3)(B2+B4)+(B5+B6)2))(3(B1+B2+B3+B4)2+8(B2+B4)(B1+B3))R-2R3(B1+B3+B2+B4)((B1+B3)(B2+B4)+(B5+B6)2)4(B1+B2+B3+B4)-((B1+B2+B3+B4)-2[(B1+B3)+R(B5+B6)2])2*R
Figure BDA0002980053280000161
f＝-R2((B1+B3+B2+B4)2+2((B1+B3)(B2+B4)+(B5+B6)2))4R3(B2+B4)2(B1+B3)2-2R3(B1+B3+B2+B4)((B1+B3)(B2+B4)+(B5+B6)2)8R2(B1+B2+B3+B4)(B2+B4)(B1+B3)-R4((B1+B3)(B2+B4)+(B5+B6)2)2(3(B1+B2+B3+B4)2+8(B2+B4)(B1+B3))*R-([(B1+B3)+R(B5+B6)2]R(B1+B2+B3+B4)-2R(B2+B4)(B1+B3))2*Rg＝2R3(B1+B3+B2+B4)((B1+B3)(B2+B4)+(B5+B6)2)4R3(B2+B4)2(B1+B3)2+R4((B1+B3)(B2+B4)+(B5+B6)2)28R2(B1+B2+B3+B4)(B2+B4)(B1+B3)
h＝-R4((B1+B3)(B2+B4)+(B5+B6)2)24R3(B2+B4)2(B1+B3)2
由于B1、B2、B3、B4、B5和B6分别为单轴TMR芯片1的磁感应强度、单轴TMR芯片2的磁感应强度、单轴TMR芯片3的磁感应强度、单轴TMR芯片4的磁感应强度、以及第二单轴TMR芯片中的单轴TMR芯片5的磁感应强度和单轴TMR芯片6的磁感应强度，R为虚拟圆环的半径，均为已知值。由上式可知，仅需根据B1、B2、B3、B4、B5和B6以及R8个值，即可求出待测电流I。其中，对公式(18)的求解，可以通过公式(1)：
Figure BDA0002980053280000171
进行求解，可以得到7个解，即7个候选电流测量值。
S604，从候选电流测量值中确定目标电流值。
具体地，由于通过公式：
Figure BDA0002980053280000172
对电流计算公式进行求解，其中，eig(·)即为求解矩阵的特征向量为7个候选电流测量值中的一个解，可以将此解作为目标电流值。也可以计算各候选电流测量值的虚部与实部之间的比值，若比值小于预设阈值，则确定候选电流测量值为目标电流测量值，并且根据各候选电流测量值、各第一单轴TMR芯片的磁感应强度、各第二单轴TMR芯片的磁感应强度和虚拟圆环的半径，确定各候选电流测量值对应的待测导线至圆心的距离后，选取候选电流测量值对应的待测导线至圆心的距离小于R/2的作为目标电流值，R为虚拟圆环的半径。
在本实施例中，通过根据各第一单轴TMR芯片的磁感应强度、各第二单轴TMR芯片磁感应强度和虚拟圆环的半径，确定多个候选电流测量值，从候选电流测量值中确定目标电流值。能够选取最优的目标电流值，得到更为准确的测试结果。
上述实施例对电流测量方法进行了说明，通过该电流测量方法可以确定多个候选电流测量值，因此还需要对多个候选电流测量值进一步选取最优的目标电流值，现对如何确定目标电流值进一步说明，在一个实施例中，如图7所示，从候选电流测量值中确定目标电流值，包括：
S702，计算各候选电流测量值的虚部与实部之间的比值。
具体地，可以确定每个候选电流测量值的虚部和实部，计算各候选电流测量值的虚部与实部之间的比值。
S704，若比值小于预设阈值，则确定候选电流测量值为目标电流测量值。
具体地，将计算得出的每个候选电流测量值虚部与实部之间的比值与预设阈值进行比较，选取比值小于预设阈值的候选电流测量值作为目标电流测量值。示例地，候选电流测量值I≠0,
Figure BDA0002980053280000181
时，确定为目标电流值。
在本实施例中，通过计算各候选电流测量值的虚部与实部之间的比值，若比值小于预设阈值，则确定候选电流测量值为目标电流测量值。能够得到更为准确的测试结果。
上述实施例对电流测量方法进行了说明，通过该电流测量方法可以确定多个候选电流测量值，因此还需要对多个候选电流测量值进一步选取最优的目标电流值，现对如何确定目标电流值进一步说明，如图8所示，从候选电流测量值中确定目标电流值，包括：
S802，根据各候选电流测量值、各第一单轴TMR芯片的磁感应强度、各第二单轴TMR芯片的磁感应强度和虚拟圆环的半径，确定各候选电流测量值对应的待测导线至圆心的距离。
具体地，将各候选电流测量值I、第一单轴TMR芯片中单轴TMR芯片1的磁感应强度、单轴TMR芯片2的磁感应强度、单轴TMR芯片3的磁感应强度、单轴TMR芯片4的磁感应强度、以及第二单轴TMR芯片中的单轴TMR芯片5的磁感应强度和单轴TMR芯片6的磁感应强度和虚拟圆环的半径R，带入公式
Figure BDA0002980053280000182
中，计算各候选电流测量值对应的待测导线至圆心的距离x。
S804，判断各候选电流测量值对应的待测导线至圆心的距离是否小于R/2，R为虚拟圆环的半径。
具体地，可以通过将各候选电流测量值对应的待测导线至圆心的距离与R/2进行做差，确定做差结果是否为负，也可以将将各候选电流测量值对应的待测导线至圆心的距离与R/2进行做商，确定比值是否小于1。
S806，若是，则将候选电流测量值确定为目标电流值。
具体地，若候选电流测量值对应的待测导线至圆心的距离小于R/2，则将该候选电流测量值确定为目标电流值。
在本实施例中，通过根据各候选电流测量值、各第一单轴TMR芯片的磁感应强度、各第二单轴TMR芯片的磁感应强度和虚拟圆环的半径，确定各候选电流测量值对应的待测导线至圆心的距离，判断各候选电流测量值对应的待测导线至圆心的距离是否小于R/2，R为虚拟圆环的半径，若是，则将候选电流测量值确定为目标电流值，能够确定最优的目标电流值。
为了便于本领域技术人员的理解，现以一个实施例对电流测量方法进一步说明，电流测量方法包括：
S902，获取各第一单轴TMR芯片所在半径与待测导线所在半径的半径夹角参数。
S904，获取各第一单轴TMR芯片与待测导线之间的第一距离参数。
S906，获取各第一单轴TMR芯片的磁场方向与对应的各第一单轴TMR芯片的磁敏感方向的磁场夹角参数。
S908，获取待测导线与虚拟圆环的圆心之间的第二距离参数。
S910，获取干扰磁场参数。
S912，根据半径夹角参数、第一距离参数、磁场夹角参数、第二距离参数和干扰磁场参数，构建电流计算公式。
S914，获取四个第一单轴TMR芯片的磁感应强度和至少两个第二单轴TMR芯片的磁感应强度。
S916，根据各第一单轴TMR芯片的磁感应强度、各第二单轴TMR芯片磁感应强度和虚拟圆环的半径，确定待测导线的目标电流值。
S918，根据各第一单轴TMR芯片的磁感应强度、各第二单轴TMR芯片磁感应强度和虚拟圆环的半径，确定多个候选电流测量值。
S920，计算各候选电流测量值的虚部与实部之间的比值。
S922，若比值小于预设阈值，则确定候选电流测量值为目标电流测量值。
S924，根据各候选电流测量值、各第一单轴TMR芯片的磁感应强度、各第二单轴TMR芯片的磁感应强度和虚拟圆环的半径，确定各候选电流测量值对应的待测导线至圆心的距离。
S926，判断各候选电流测量值对应的待测导线至圆心的距离是否小于R/2，R为虚拟圆环的半径。
S928，若是，则将候选电流测量值确定为目标电流值。
在本实施例中，通过获取四个第一单轴TMR芯片的磁感应强度和至少两个第二单轴TMR芯片的磁感应强度；根据各第一单轴TMR芯片的磁感应强度、各第二单轴TMR芯片磁感应强度和虚拟圆环的半径，确定待测导线的目标电流值。由于仅需根据各第一单轴TMR芯片的磁感应强度、各第二单轴TMR芯片的磁感应强度以及各单轴TMR芯片所在虚拟圆环的半径，无需获取其他相关参数的实际值，即可确定待测导线的目标电流值，测试方法简单有效。
应该理解的是，虽然图4-8的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图4-8中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
在一个实施例中，如图9所示，提供了一种电流测量装置，包括：
获取模块901，用于获取四个第一单轴TMR芯片磁感应强度和至少两个第二单轴TMR芯片的磁感应强度；
确定模块902，用于根据各目标电流值第一单轴TMR芯片的磁感应强度、各目标电流值第二单轴TMR芯片磁感应强度和虚拟圆环的半径，确定待测导线的目标电流值。
在本实施例中，获取模块获取四个第一单轴TMR芯片磁感应强度和至少两个第二单轴TMR芯片的磁感应强度；确定模块根据各目标电流值第一单轴TMR芯片的磁感应强度、各目标电流值第二单轴TMR芯片磁感应强度和虚拟圆环的半径，确定待测导线的目标电流值。由于仅需根据各第一单轴TMR芯片的磁感应强度、各第二单轴TMR芯片的磁感应强度以及各单轴TMR芯片所在虚拟圆环的半径，无需获取其他相关参数的实际值，即可确定待测导线的目标电流值，测试方法简单有效，且由于计算过程中实现了干扰磁场参数的抵消，因此还具备抗干扰的特性。
在一个实施例中，确定模块具体用于将各目标电流值第一单轴TMR芯片的磁感应强度、各目标电流值第二单轴TMR芯片磁感应强度和虚拟圆环的半径代入预设的电流计算公式中，计算得到目标电流值待测导线的目标电流值；目标电流值电流计算公式为包括磁感应强度变量、虚拟圆环半径变量和电流值变量之间的对应关系。
在一个实施例中，如图10所示，电流测试装置还包括：
公式构建模块903，用于获取各目标电流值第一单轴TMR芯片所在半径与目标电流值待测导线所在半径的半径夹角参数；获取各目标电流值第一单轴TMR芯片与目标电流值待测导线之间的第一距离参数；获取各目标电流值第一单轴TMR芯片的磁场方向与对应的各目标电流值第一单轴TMR芯片的磁敏感方向的磁场夹角参数；获取目标电流值待测导线与目标电流值虚拟圆环的圆心之间的第二距离参数；获取干扰磁场参数；根据目标电流值半径夹角参数、目标电流值第一距离参数、目标电流值磁场夹角参数、目标电流值第二距离参数和目标电流值干扰磁场参数，构建目标电流值电流计算公式。
在一个实施例中，参见图10所示，确定模块902包括：
第一确定单元9021，用于根据各目标电流值第一单轴TMR芯片的磁感应强度、各目标电流值第二单轴TMR芯片磁感应强度和目标电流值虚拟圆环的半径，确定多个候选电流测量值；
第二确定单元9022，用于从目标电流值候选电流测量值中确定目标电流值。
在一个实施例中，第二确定单元具体用于计算各目标电流值候选电流测量值的虚部与实部之间的比值；若目标电流值比值小于预设阈值，则确定目标电流值候选电流测量值为目标电流值目标电流值。
在一个实施例中，第二确定单元具体用于根据各目标电流值候选电流测量值、各目标电流值第一单轴TMR芯片的磁感应强度、各目标电流值第二单轴TMR芯片的磁感应强度和目标电流值虚拟圆环的半径，确定各目标电流值候选电流测量值对应的目标电流值待测导线至目标电流值圆心的距离；判断各目标电流值候选电流测量值对应的目标电流值待测导线至目标电流值圆心的距离是否小于R/2，目标电流值R为目标电流值虚拟圆环的半径；若是，则将目标电流值候选电流测量值确定为目标电流值目标电流值。
关于电流测量装置的具体限定可以参见上文中对于电流测量方法的限定，在此不再赘述。上述电流测量装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述各方法实施例中的步骤。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、磁带、软盘、闪存或光存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)或外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic RandomAccess Memory，DRAM)等。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (11)

1.一种电流传感器，其特征在于，所述电流传感器包括：四个第一单轴TMR芯片和至少两个第二单轴TMR芯片；各所述第一单轴TMR芯片和各所述第二单轴TMR芯片位于同一虚拟圆环上；其中，所述四个第一单轴TMR芯片的磁敏感方向均垂直于所述虚拟圆环的半径，且相邻两个所述第一单轴TMR芯片的磁敏感方向垂直；两个所述第二单轴TMR芯片的磁敏感方向均平行于所述虚拟圆环的半径且相反，且两个所述第二单轴TMR芯片分别与其中两个所述第一单轴TMR芯片的位置相同；
各所述第一单轴TMR芯片和各所述第二单轴TMR芯片均用于采集磁感应强度；所述磁感应强度用于计算所述待测导线的目标电流值；所述磁感应强度包括待测导线的磁感应强度和干扰磁场强度。
2.一种电流测量设备，其特征在于，所述电流测量设备包括：权利要求1所述的电流传感器、与所述电流传感器连接的处理器；
所述处理器用于根据所述磁感应强度和所述虚拟圆环的半径计算所述待测导线的目标电流值。
3.一种电流测量***，其特征在于，所述电流测量包括：权利要求1所述的电流传感器、与所述电流传感器连接的计算机设备；
所述计算机设备用于根据所述磁感应强度和所述虚拟圆环的半径计算所述待测导线的目标电流值。
4.一种电流测量方法，其特征在于，应用于如权利要求2所述的电流测量设备或如权利要求3所述的电流测量***中，所述方法包括：
获取四个第一单轴TMR芯片的磁感应强度和至少两个第二单轴TMR芯片的磁感应强度；所述磁感应强度包括待测导线的磁感应强度和干扰磁场强度；
根据各所述第一单轴TMR芯片的磁感应强度、各所述第二单轴TMR芯片磁感应强度和虚拟圆环的半径，确定待测导线的目标电流值。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据各所述第一单轴TMR芯片的磁感应强度、各所述第二单轴TMR芯片磁感应强度和虚拟圆环的半径，确定待测导线的目标电流值，包括：
将各所述第一单轴TMR芯片的磁感应强度、各所述第二单轴TMR芯片磁感应强度和虚拟圆环的半径代入预设的电流计算公式中，计算得到所述待测导线的目标电流值；所述电流计算公式为包括磁感应强度变量、虚拟圆环半径变量和电流值变量之间的对应关系。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述电流计算公式的构建方法包括：
获取各所述第一单轴TMR芯片所在半径与所述待测导线所在半径的半径夹角参数；
获取各所述第一单轴TMR芯片与所述待测导线之间的第一距离参数；
获取各所述第一单轴TMR芯片的磁场方向与对应的各所述第一单轴TMR芯片的磁敏感方向的磁场夹角参数；
获取所述待测导线与所述虚拟圆环的圆心之间的第二距离参数；
获取干扰磁场参数；
根据所述半径夹角参数、所述第一距离参数、所述磁场夹角参数、所述第二距离参数和所述干扰磁场参数，构建所述电流计算公式。
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据各所述第一单轴TMR芯片的磁感应强度、各所述第二单轴TMR芯片磁感应强度和虚拟圆环的半径，确定待测导线的目标电流值，包括：
根据各所述第一单轴TMR芯片的磁感应强度、各所述第二单轴TMR芯片磁感应强度和所述虚拟圆环的半径，确定多个候选电流测量值；
从所述候选电流测量值中确定目标电流值。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述从所述候选电流测量值中确定目标电流值，包括：
计算各所述候选电流测量值的虚部与实部之间的比值；
若所述比值小于预设阈值，则确定所述候选电流测量值为所述目标电流值。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述从所述候选电流测量值中确定目标电流值，包括：
根据各所述候选电流测量值、各所述第一单轴TMR芯片的磁感应强度、各所述第二单轴TMR芯片的磁感应强度和所述虚拟圆环的半径，确定各所述候选电流测量值对应的所述待测导线至所述圆心的距离；
判断各所述候选电流测量值对应的所述待测导线至所述圆心的距离是否小于R/2，所述R为所述虚拟圆环的半径；
若是，则将所述候选电流测量值确定为所述目标电流值。
10.一种电流测量装置，其特征在于，所述装置包括：
获取模块，用于获取四个第一单轴TMR芯片磁感应强度和至少两个第二单轴TMR芯片的磁感应强度；
确定模块，用于根据各所述第一单轴TMR芯片的磁感应强度、各所述第二单轴TMR芯片磁感应强度和虚拟圆环的半径，确定待测导线的目标电流值。
11.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求4至9中任一项所述的方法的步骤。
CN202110284919.8A 2021-03-17 2021-03-17 电流传感器、电流测量设备、***、装置和存储介质 Active CN113049874B (zh)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110284919.8A CN113049874B (zh) 2021-03-17 2021-03-17 电流传感器、电流测量设备、***、装置和存储介质
US17/790,584 US20240110956A1 (en) 2021-03-17 2021-06-16 Current sensor, current measurement device, system and apparatus, and storage medium
PCT/CN2021/100222 WO2022193454A1 (zh) 2021-03-17 2021-06-16 电流传感器、电流测量设备、***、装置和存储介质

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110284919.8A CN113049874B (zh) 2021-03-17 2021-03-17 电流传感器、电流测量设备、***、装置和存储介质

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113049874A true CN113049874A (zh) 2021-06-29
CN113049874B CN113049874B (zh) 2022-03-08

Family

ID=76513117

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110284919.8A Active CN113049874B (zh) 2021-03-17 2021-03-17 电流传感器、电流测量设备、***、装置和存储介质

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20240110956A1 (zh)
CN (1) CN113049874B (zh)
WO (1) WO2022193454A1 (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113820532A (zh) * 2021-09-23 2021-12-21 南方电网数字电网研究院有限公司 非接触式双芯电缆电流测量方法和装置
CN114441832A (zh) * 2022-01-19 2022-05-06 贵州电网有限责任公司 导线电流确定方法、装置、计算机设备和存储介质
CN114563619A (zh) * 2022-04-06 2022-05-31 南方电网数字电网研究院有限公司 基于电场传感芯片的抗干扰非接触式电压测量方法、装置
CN115469138A (zh) * 2022-10-27 2022-12-13 南方电网数字电网研究院有限公司 一种基于单轴电场传感芯片的三相电压测量方法
CN115526121A (zh) * 2022-11-28 2022-12-27 西安交通大学 基于单轴tmr传感信号深度学习的电流计算方法及***
CN115808578A (zh) * 2022-12-02 2023-03-17 南方电网数字电网研究院有限公司 电力设备的电压获取方法、装置、设备、存储介质
CN113777384B (zh) * 2021-09-28 2023-12-12 南方电网数字电网研究院有限公司 四***导线电流检测方法、装置、计算机设备和存储介质

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109254191A (zh) * 2018-11-27 2019-01-22 南方电网科学研究院有限责任公司 一种长直导线电流的测量方法、装置及***
CN109283379A (zh) * 2018-09-28 2019-01-29 南方电网科学研究院有限责任公司 一种导线电流测量方法、装置、设备及可读存储介质
CN109444510A (zh) * 2018-11-05 2019-03-08 电子科技大学 一种适用于智能电网保护***的非接触式电流测量装置
CN109521375A (zh) * 2018-11-20 2019-03-26 南方电网科学研究院有限责任公司 一种基于单轴磁传感芯片的电流测量方法、装置
US20200064157A1 (en) * 2018-08-27 2020-02-27 Nxp B.V. Magnetic field sensor system and method for rotation angle measurement
CN111398649A (zh) * 2020-05-14 2020-07-10 湖南银河电气有限公司 基于dsp的tmr阵列的测量大电流的开合式柔性探测器
CN111426870A (zh) * 2020-05-12 2020-07-17 南方电网数字电网研究院有限公司 导线运行状态检测方法、***、装置和计算机设备
CN111458573A (zh) * 2020-05-12 2020-07-28 南方电网数字电网研究院有限公司 导线电力参数测量方法、装置、***和计算机设备
CN111551776A (zh) * 2020-06-29 2020-08-18 南方电网数字电网研究院有限公司 一种基于粒子群算法的双通电导体电流测量方法、装置
CN111624531A (zh) * 2020-05-26 2020-09-04 中国人民解放军国防科技大学 一种用于tmr三轴集成磁传感器的分量解算方法
CN111650539A (zh) * 2020-06-08 2020-09-11 南方电网数字电网研究院有限公司 导线运行参数检测方法、***、装置和计算机设备
CN111965579A (zh) * 2020-08-12 2020-11-20 南方电网数字电网研究院有限公司 微型电流传感器精度校准方法、装置、计算机设备和存储介质

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009029209A1 (de) * 2009-09-04 2011-03-10 Robert Bosch Gmbh Stromsensor, Strommessmodul und Verfahren zur Strommessung
JP5834292B2 (ja) * 2011-05-09 2015-12-16 アルプス・グリーンデバイス株式会社 電流センサ
US9202544B2 (en) * 2011-08-02 2015-12-01 Ramot At Tel Aviv University Ltd. Multi-bit magnetic memory cell
CH709416B1 (de) * 2014-03-28 2018-05-15 Phi Sens Gmbh Verfahren und Vorrichtung für die permanente Strommessung in den Kabel-Verteilkabinen der 230 V/400 V-Netzebene.
US9679589B2 (en) * 2015-09-11 2017-06-13 Seagate Technology Llc Magnetoresistive sensor with enhanced uniaxial anisotropy
CN107328980B (zh) * 2017-07-13 2020-01-21 北京科技大学 多芯电缆非侵入式电流测量方法及测量装置
TWI645197B (zh) * 2017-12-26 2018-12-21 財團法人工業技術研究院 電流感測裝置及方法
CN111624389B (zh) * 2020-06-04 2022-08-09 重庆大学 一种用于倾斜多导体***的电流测量***及方法

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20200064157A1 (en) * 2018-08-27 2020-02-27 Nxp B.V. Magnetic field sensor system and method for rotation angle measurement
CN109283379A (zh) * 2018-09-28 2019-01-29 南方电网科学研究院有限责任公司 一种导线电流测量方法、装置、设备及可读存储介质
CN109444510A (zh) * 2018-11-05 2019-03-08 电子科技大学 一种适用于智能电网保护***的非接触式电流测量装置
CN109521375A (zh) * 2018-11-20 2019-03-26 南方电网科学研究院有限责任公司 一种基于单轴磁传感芯片的电流测量方法、装置
CN109254191A (zh) * 2018-11-27 2019-01-22 南方电网科学研究院有限责任公司 一种长直导线电流的测量方法、装置及***
CN111426870A (zh) * 2020-05-12 2020-07-17 南方电网数字电网研究院有限公司 导线运行状态检测方法、***、装置和计算机设备
CN111458573A (zh) * 2020-05-12 2020-07-28 南方电网数字电网研究院有限公司 导线电力参数测量方法、装置、***和计算机设备
CN111398649A (zh) * 2020-05-14 2020-07-10 湖南银河电气有限公司 基于dsp的tmr阵列的测量大电流的开合式柔性探测器
CN111624531A (zh) * 2020-05-26 2020-09-04 中国人民解放军国防科技大学 一种用于tmr三轴集成磁传感器的分量解算方法
CN111650539A (zh) * 2020-06-08 2020-09-11 南方电网数字电网研究院有限公司 导线运行参数检测方法、***、装置和计算机设备
CN111551776A (zh) * 2020-06-29 2020-08-18 南方电网数字电网研究院有限公司 一种基于粒子群算法的双通电导体电流测量方法、装置
CN111965579A (zh) * 2020-08-12 2020-11-20 南方电网数字电网研究院有限公司 微型电流传感器精度校准方法、装置、计算机设备和存储介质

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
李鹏 等: "基于隧道磁电阻的微型电流测量技术", 《南方电网技术》 *

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113820532A (zh) * 2021-09-23 2021-12-21 南方电网数字电网研究院有限公司 非接触式双芯电缆电流测量方法和装置
CN113820532B (zh) * 2021-09-23 2022-04-15 南方电网数字电网研究院有限公司 非接触式双芯电缆电流测量方法和装置
CN113777384B (zh) * 2021-09-28 2023-12-12 南方电网数字电网研究院有限公司 四***导线电流检测方法、装置、计算机设备和存储介质
CN114441832A (zh) * 2022-01-19 2022-05-06 贵州电网有限责任公司 导线电流确定方法、装置、计算机设备和存储介质
CN114563619A (zh) * 2022-04-06 2022-05-31 南方电网数字电网研究院有限公司 基于电场传感芯片的抗干扰非接触式电压测量方法、装置
CN114563619B (zh) * 2022-04-06 2023-02-17 南方电网数字电网研究院有限公司 基于电场传感芯片的抗干扰非接触式电压测量方法、装置
CN115469138A (zh) * 2022-10-27 2022-12-13 南方电网数字电网研究院有限公司 一种基于单轴电场传感芯片的三相电压测量方法
CN115526121A (zh) * 2022-11-28 2022-12-27 西安交通大学 基于单轴tmr传感信号深度学习的电流计算方法及***
CN115808578A (zh) * 2022-12-02 2023-03-17 南方电网数字电网研究院有限公司 电力设备的电压获取方法、装置、设备、存储介质
CN115808578B (zh) * 2022-12-02 2023-12-12 南方电网数字电网研究院有限公司 电力设备的电压获取方法、装置、设备、存储介质

Also Published As

Publication number Publication date
CN113049874B (zh) 2022-03-08
WO2022193454A1 (zh) 2022-09-22
US20240110956A1 (en) 2024-04-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113049874B (zh) 电流传感器、电流测量设备、***、装置和存储介质
CN113049873B (zh) 电流传感器、电流测量设备、***、装置和存储介质
CN111650446B (zh) 电力参数测量方法、***、装置、计算机设备和存储介质
JP4796144B2 (ja) 送電線を通る電力流を監視する方法及びシステム
CN109283380B (zh) 电力***中线路电流的测量方法、装置、设备及存储介质
CN111426870A (zh) 导线运行状态检测方法、***、装置和计算机设备
CN111458573A (zh) 导线电力参数测量方法、装置、***和计算机设备
CN106597111B (zh) 高精度二维电阻阵列读出电路
CN113820532B (zh) 非接触式双芯电缆电流测量方法和装置
CN109917172B (zh) 一种导线电位的测量方法、测量装置及测量***
CN111650539A (zh) 导线运行参数检测方法、***、装置和计算机设备
CN114487561B (zh) 基于电场传感器的导线电压测量方法及装置
Martins et al. Nonintrusive energy meter for nontechnical losses identification
CN102768334B (zh) 电路分析仪的分析方法
CN117671303A (zh) 基于孪生网络的立体测距隐患预警方法及***
Su et al. A theoretical study on resistance of electrolytic solution: Measurement of electrolytic conductivity
Rodriguez-Frias et al. Sensor design for four-electrode electrical resistance tomography with voltage excitation
CN111239560A (zh) 基于多传感器的局部放电定位方法
CN108540926A (zh) 一种无线信号指纹的构建方法及装置
CN114441832A (zh) 导线电流确定方法、装置、计算机设备和存储介质
CN112683405A (zh) 一种温度检测方法、***以及存储介质
CN104614570B (zh) 一种测量电流的方法及装置
Gordon et al. Eddy current validation of euro-coins
Zhang et al. The series calculation model for the magnetic field of coil above arbitrary layer conductive plates
CN118362939A (zh) 一种地电阻率观测中环境漏电干扰检测方法及***

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant