宋宪等：基于二步法的多芯电缆非侵入式电流测量校正方法 ·1903· 0.22×10-8A·m,y轴硬铁误差仿真值与设定值的最 理想情况下电缆周围磁场 大偏离为1.1×10~8Am:x轴非线性误差的仿真值 硬铁误差会使传感器处的场强x、y分量产生一定 与设定值最大偏离为7×104；y轴非线性误差的仿真 的偏移，而传感器测量方向为径向/切向，所以此误差 值与设定值最大偏离为1.1×103.对y轴误差估计 会对传感器测量产生较大影响，这也是此种多芯电缆 准确率较低的原因主要是传感器周围γ轴方向磁场强 测量装置的主要误差来源：软铁误差会使传感器处的 度变化幅度较大 场强产生畸变.在两类误差共同作用下，传感器的切 误差估计完毕后，采用估计结果对测量值进行补 向与径向分量会产生多个波峰与波谷 偿.仿真中，使传感器绕待测电缆旋转一周.传感器 仿真表明，在未加入误差补偿的情况下，外界磁场 每转过1°，便对导线周围磁场进行一次测量，并对测 与内部铁磁材料会对此种测量切向/径向磁场的装置 量值按式(19)形式进行补偿.将测得的磁场强度绘成 产生很大的影响，甚至会改变波峰与波谷的位置.在 图像，与未加入误差补偿的测量值进行对比.图5~7 加入误差补偿后的磁场测量值与理想情况下的磁场测 分别为校正前电缆周围磁场，校正后电缆周围磁场与 量值差距减小，测量精度有很大提高 0.4 (b 0 0 0.1 -0.1 -0.2 0.3 0.3 0A0 50100150200250300350 0.4 0 50100150200250300350 转过角度/() 转过角度/() 图5校正前电缆周围磁场.()径向磁场分量：(b)切向磁场分量 Fig.5 Surrounding magnetic field before calibration:(a)radial component of magnetic field:(b)tangential component of magnetic field 0.4 0.4a (a) 0.3 0.3 0.2 02 0.1 0.1 0 -0.1 01 -0.2 -0.2 -0.3 -0.3 046 50 100150200250300350 0 50 100150200250300350 转过角度1() 转过角度/（°） 图6校正后电缆周围磁场，()径向磁场分量：(b)切向磁场分量 Fig.6 Surrounding magnetic field after calibration:(a)radial component of magnetic field:(b)tangential component of magnetic field 04 0.4 b 0.3 0.3 0.2 0.2 0.1 0 0 -0.1 -0.1 -0.2 -0.2 -03 -0.3 0% 50100150200250 300350 0.46 50 100150200250300350 转过角度/() 转过角度/() 图7理想情况下电缆周围误差.()径向磁场分量：(b)切向磁场分量 Fig.7 Surrounding magnetic field under ideal conditions:(a)radial component of magnetic field:(b)tangential component of magnetic field宋 宪等: 基于二步法的多芯电缆非侵入式电流测量校正方法 0. 22 × 10 － 8 A·m － 1，y 轴硬铁误差仿真值与设定值的最 大偏离为 1. 1 × 10 － 8 A·m － 1 ; x 轴非线性误差的仿真值 与设定值最大偏离为 7 × 10 － 4 ; y 轴非线性误差的仿真 值与设定值最大偏离为 1. 1 × 10 － 3 ． 对 y 轴误差估计 准确率较低的原因主要是传感器周围 y 轴方向磁场强 度变化幅度较大． 误差估计完毕后，采用估计结果对测量值进行补 偿． 仿真中，使传感器绕待测电缆旋转一周． 传感器 每转过 1°，便对导线周围磁场进行一次测量，并对测 量值按式( 19) 形式进行补偿． 将测得的磁场强度绘成 图像，与未加入误差补偿的测量值进行对比． 图 5 ～ 7 分别为校正前电缆周围磁场，校正后电缆周围磁场与 理想情况下电缆周围磁场． 硬铁误差会使传感器处的场强 x、y 分量产生一定 的偏移，而传感器测量方向为径向/切向，所以此误差 会对传感器测量产生较大影响，这也是此种多芯电缆 测量装置的主要误差来源; 软铁误差会使传感器处的 场强产生畸变． 在两类误差共同作用下，传感器的切 向与径向分量会产生多个波峰与波谷． 仿真表明，在未加入误差补偿的情况下，外界磁场 与内部铁磁材料会对此种测量切向/径向磁场的装置 产生很大的影响，甚至会改变波峰与波谷的位置． 在 加入误差补偿后的磁场测量值与理想情况下的磁场测 量值差距减小，测量精度有很大提高． 图 5 校正前电缆周围磁场 . ( a) 径向磁场分量; ( b) 切向磁场分量 Fig． 5 Surrounding magnetic field before calibration: ( a) radial component of magnetic field; ( b) tangential component of magnetic field 图 6 校正后电缆周围磁场 . ( a) 径向磁场分量; ( b) 切向磁场分量 Fig． 6 Surrounding magnetic field after calibration: ( a) radial component of magnetic field; ( b) tangential component of magnetic field 图 7 理想情况下电缆周围误差 . ( a) 径向磁场分量; ( b) 切向磁场分量 Fig． 7 Surrounding magnetic field under ideal conditions: ( a) radial component of magnetic field; ( b) tangential component of magnetic field · 3091 ·