基于磁电复合材料的开合式电流传感器磁芯仿真分析

基于磁电材料的电流传感器设计中,为了提高传感器的精度和灵敏度,通常会采用磁芯来汇聚磁场。基于有限元软件分别对交叉结合面开合式磁芯和平口结合面开合式磁芯中的磁致伸缩层磁感应强度进行了仿真分析。同时,分析了气隙和电流导线位置对不同结合面中磁致伸缩层磁感应强度的影响。根据仿真结果,当气隙距离为0.5 mm时,交叉结合面磁芯中的磁致伸缩层磁感应强度为气隙距离为零时的95.5%,而平口结合面磁芯中的值仅为气隙为零时的4.62%;当导线位置沿着x方向(平行于磁致伸缩层长度方向)一定范围内偏移时,交叉结合面和平口结合面磁芯内的磁致伸缩层的磁感应强度最大误差分别为0.02%和2.71%,当导线位置沿着y方向(垂直于磁致伸缩层长度方向)一定范围内偏移时,最大误差分别为0.33%和8.19%。因此,交叉结合面开合式磁芯更适合作为开合式电流传感器磁芯。

基于磁电复合材料的开合式大电流传感器研究

通过间接测量由电流所激发的磁场,基于磁电材料的磁场传感器件可以被用作电流传感器。但目前的闭环磁电电流传感器在测量时,由于聚磁环无法开合,需要穿芯才能测量,不利于实际应用。基于Terfenol-D/PZT/Terfenol-D磁电敏感元件制备了一种可以开合的磁电大电流传感器,并测试了其相关性能。实验结果表明,在50 A-1000 A测量范围内,传感器的灵敏度为52.79 mV/A,其R^(2)值即拟合直线的相关系数到达0.9988;同时,具有较小的测量角差。由此,提出的传感器可以用于实际的大量流测量。