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一种电流传感器下线标定方法与流程

时间:2022-06-29 20:20 来源:网络整理 转载:公舌恬雅网
本发明涉及传感器技术领域,尤其涉及一种电流传感器下线标定方法。 背景技术: 电流传感器,是一种检测装置,能感受到被测电流的信息,并能将检测感受到的信息按规律变换成为符合一定标准的电****或其他形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显


本发明涉及传感器技术领域,尤其涉及一种电流传感器下线标定方法。



背景技术:

电流传感器,是一种检测装置,能感受到被测电流的信息,并能将检测感受到的信息按规律变换成为符合一定标准的电****或其他形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。电流传感器是电机控制器中最常用的传感器,其输出****用作保护、反馈等功能,在家用电器、智能电网、电动车等领域应用得比较广泛。

电流传感器在使用之前,需要进行标定,标定的目的是将原本电流传感器自身的非线性、磁环的形状带来的灵敏度的误差以及装配时芯片与磁芯的相对位置的偏差对测试精度的影响降低到最小。

电流传感器的下线标定作为电机控制器下线测试必须的测试内容,是很多研发人员必须面临的一个问题,因为其复杂的标定系统,对研发和生产人员来讲都是一个挑战,有部分公司选择采用lem公司现有的电流传感器器件,而放弃下线标定,但是这样的电流传感器精度比较差,并且成本昂贵。而自主研制电流传感器都面临着下线标定的问题。



技术实现要素:

本发明的目的在于****一种电流传感器下线标定方法,以解决传统电流器标定方法的设备贵、标定成本高,标定工具对环境比较敏感等问题。

为了达到上述目的,本发明****了一种电流传感器下线标定方法,用于标定电机控制器中三相脉宽调制逆变电路的电流传感器,包括步骤:

****一标定测试台架,所述测试台架包括外部电压源、所述电机控制器、三个外置标准电流传感器及三个外接负载;所述电机控制器包括三相脉宽调制逆变电路以及三个待标定电流传感器,三个所述待标定电流传感器分别用来检测所述三相脉宽调制逆变电路的u、v及w相中待检测点的电流,采集值为电压u;三个所述外置标准电流传感器分别用来检测u、v及w相中所述待检测点的电流,采集值为电流i;

使所述三相脉宽调制逆变电路的u相上管处于脉宽调制工作状态,v相下管常通,采集u相的正向电流iu1及对应的电压uu1,采集v相的反向电流iv2及对应的电压uv2;使v相上管处于脉宽调制工作状态,w相下管常通,采集v相的正向电流iv1及对应的电压uv1,采集w相的反向电流iw2及对应的电压uw2;使w相上管处于脉宽调制工作状态,u相下管常通,采集w相的正向电流iw1及对应的电压uw1,采集u相的反向电流iu2及对应的电压uu2;

将采集到的u、v及w三相的电流i与对应电压u带入公式和q=u2-k×i2,计算得出各相对应的所述待标定电流传感器的敏感度值k和q。

可选的,在所述三相脉宽调制逆变电路的u、v及w相中,所述待检测点的导体穿过所述待标定电流传感器和所述外置标准电流传感器。

可选的,所述****采集及处理单元与三个所述待标定电流传感器相连,以接收所述待标定电流传感器采集到的与所述待检测点的电流i对应的电压u。

可选的,所述标定测试台架是在下线测试装置基础上集成的,所述测试台架还包括标定上位机,所述电机控制器还包括控制板,所述标定上位机与所述控制板相连,通过所述标定上位机给所述控制板发****,以调控所述三相脉宽调制逆变电路的工作状态。

可选的,所述标定上位机还与三个所述外置标准电流传感器相连,以接收所述外置标准电流传感器采集到的所述待检测点的电流i。

可选的,在调节所述三相脉宽调制逆变电路的工作状态,采集所述待检测点的电流i与对应的电压u之前,所述电流传感器下线标定方法还包括步骤:

根据所述待检测点欲达到的电流值i0和所述外接负载的参数估算并设置所述外部电压源的电压值u0。

可选的,所述电机控制器还包括****采集及处理单元,所述****采集及处理单元具有计算及存储功能。

可选的,所述待标定电流传感器采集到的电压u与所述待检测点的电流i呈线性相关:u=ki+q。

可选的,在计算得出各相对应的所述待标定电流传感器的敏感度值k和q后,所述电流传感器下线标定方法还包括步骤:

将所述敏感度值k和q保存于所述****采集及处理单元中。

可选的,由所述待标定电流传感器采集到的电压u计算得到所述待检测点的电流i为:

在本发明的电流传感器下线标定方法中,根据待标定电流传感器的实际采集电压值u与对应电流值i的线性关系u=ki+q,获取两组对应的电压值u与电流值i的****之后即可计算出该线性关系的斜率k和截距q,再由采集到的实时电压值u即可计算标定对应的电流值i。

与现有技术相比,本发明充分结合实际应用,标定用到的标定测试台架是在现有的下线测试装置的基础上集成的,从而可以在不增加标定工位和标定设备的前提下,就完成了电流传感器的标定工作,降低了生产成本并提高了生产效率;待标定的电流传感器是装配在电机控制器之中的,而后再进行标定,不存在如传统标定方法完成后再装配到电机控制器中时给电流传感器精度带来的影响;而且本发明的标定方法可轻松采集到待标定电流传感器的正反两个反向上的电流及其对应的电压值,实现正反电流的控制,标定正反电流区,电流传感器的全范围精度更高;而且采集计算得到的信息全部保存到****采集及处理单元,保存****非常方便,且便于后续****的追踪调用。

附图说明

图1为传统的电流传感器标定台架示意图;

图2为装配完未标定的的电流传感器的偏差示意图;

图3为本发明的电流传感器标定台架示意图;

图4为本发明的电流传感器下线标定方法流程示意图;

图中,1-****检测设备,2-待标定电流传感器,椋21、22、23-待标定电流传感器,3-标定工具,4-标定上位机,5-外置标准电流传感器,椋51、52、53-外置标准电流传感器,6-恒流源,7-控制板,8-****采集及处理单元,9-外部电压源,10-电机控制器,11-外接负载,椤

具体实施方式

****将结合示意图对本发明的具体实施方式进行更详细的描述。根据下列描述和权利要求书,本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是,附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例,仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

如图1所示,传统的电流传感器下线标定方法的标定台架主要包括恒流源6,参考的电流检测设备--高精度的外置标准电流传感器5(或高精度电阻),待标定电流传感器2,标定工具3和标定上位机4。上位机4中安装有目标电流传感器的标定软件,依次控制恒流源6,产生零电流或者负向、正向的大电流,通过标定工具3,可以将相应的标定参数(由****检测设备1采集高精度的外置标准电流传感器5的****得到)存放于电流传感器芯片的存储单元或者系统微控制单元的存储单元中,在使用时,经过转换,就可以得到一个准确的电流值。

这种传统的标定方法是独立一体的,在实际的生产时,必须要一个单独的生产标定工位;而且设备比较贵,标定成本很高;标定工具对环境比较敏感;标定****的存储不方便,为以后产品的追逐带来了很大的困难。

为了解决电流传感器下线标定的上述问题,发明人结合实际的电机控制器下线测试装置的情况,创新地使用下线测试装置进行电流传感器的标定,从而很好的解决了传统的标定方法带来的诸多问题和风险。

如图2所示,发明人研究发现:在装配后未标定的状态下,因为磁环带来的灵敏度的影响和装配对零点的造成的偏移,实际的电流传感器输出直线和期望的直线斜率有一定的偏差。通过外部给定两个电流值i1和i2,可以读到相应电压值u1和u2,则可以计算出相对的敏感度值k和q。其中,电流传感器多采用霍尔电流传感器,采集到的电压u与检测的电流i呈线性关系u=ki+q,敏感度值k为输出直线的斜率,敏感度值q为输出直线的截距。

其中,q=u2-k×i2。

将k和q存放在控制处理单元的存储区,作为标定的两个参数。对于任意一个实际采集到的电压值u,其对应的电流i为:

其中,u对应采集到的电压,i对应实际的电流。因此,在进行电压到电流的转换时,只需进行此公式的转换即可。

而标定时只需要产生对应标定点的两个电流i1和i2,并准确的采集到电压值u1和u2。本发明将此功能与电机控制器的下线测试台架集成在一起,摒弃了恒流源6,而采用标准的上位机测试台架进行标定。

如图4所示,并结合图3,为了标定电流传感器,需要得到电流i1、i2和对应的电压u1、u2。本发明****了一种电流传感器下线标定方法,用于标定电机控制器中三相脉宽调制逆变电路的电流传感器,包括如下步骤:

s1、****一标定测试台架,如图3所示,所述测试台架包括外部电压源9、电机控制器10、外置标准电流传感器,5及外接负载,11;其中,电机控制器10包括****采集及处理单元8、三相脉宽调制逆变电路以及待标定电流传感器 ,2,待标定电流传感器 ,2包括三个待标定电流传感器21、22及23,三个待标定电流传感器21、22及23分别用来检测所述三相脉宽调制逆变电路的u、v及w相中待检测点的电流,采集值为电压u;外置标准电流传感器,5包括三个外置标准电流传感器51、52及53,三个外置标准电流传感器51、52及53分别用来检测u、v及w相中所述待检测点的电流,采集值为电流i;

s2、使所述三相脉宽调制逆变电路的u相上管处于脉宽调制工作状态,v相下管常通,采集u相的正向电流iu1及对应的电压uu1,采集v相的反向电流iv2及对应的电压uv2;使v相上管处于脉宽调制工作状态,w相下管常通,采集v相的正向电流iv1及对应的电压uv1,采集w相的反向电流iw2及对应的电压uw2;使w相上管处于脉宽调制工作状态,u相下管常通,采集w相的正向电流iw1及对应的电压uw1,采集u相的反向电流iu2及对应的电压uu2;

s3、将采集到的u、v及w三相的电流i与对应电压u带入公式和q=u2-k×i2计算得出各相对应的所述待标定电流传感器各自的敏感度值k和q。

其中,如图3所示,所述标定测试台架是在下线测试装置基础上集成的,其包括标定上位机4、电机控制器10、外部电压源9、外置标准电流传感器5及外接负载,11,其中,电机控制器10包括****采集及处理单元8、控制板7、三相脉宽调制逆变电路以及待标定电流传感器,2,外部电压源9通过电机控制器10中的三相脉宽调制逆变电路对外接负载,11中的三个外接负载供电。

本发明的电流传感器下线标定测试台架是在电机控制器的下线测试装置基础上集成的,从而可以在不增加标定工位和标定设备的前提下,就完成了电流传感器的标定工作,降低了生产成本并提高了生产效率。

此外,所述标定测试台架不仅可以在下线测试装置上集成,也可以在功能验证设备的基础上集成,在此不再赘述。

可选的,待标定电流传感器,2包括三个待标定电流传感器21、22及23,外置标准电流传感器 ,5包括三个外置标准电流传感器51、52及53,外接负载 ,11包括三个外接负载。

其中,电机控制器10包括三个待标定电流传感器21、22及23,也就是说,待标定电流传感器21、22及23在标定之前已经装配在了电机控制器10中。电流传感器21、22及23的标定是装配在电机控制器10之后进行的,不存在如传统标定方法完成标定后再装配对电流传感器精度带来的影响。

在所述三相脉宽调制逆变电路的u、v及w相中,所述待检测点的导体(辅助检测标定的电缆或母排)穿过待标定电流传感器和高精度的外置标准电流传感器。如图3所示,u相中待检测点的导体穿过待标定电流传感器21和外置标准电流传感器51,且与外界负载 ,11中的第一个负载相连;v相中待检测点的导体穿过待标定电流传感器22和外置标准电流传感器52,且与外界负载,11中的第二个负载相连;w相中待检测点的导体穿过待标定电流传感器23和外置标准电流传感器53,且与外界负载 ,11中的第三个负载相连。

其中,三个待标定的电流传感器21、22及23分别用来检测所述三相脉宽调制逆变电路的u、v及w相中待检测点的电流,采集值为电压u;三个外置标准电流传感器51、52及53分别用来检测u、v及w相中所述待检测点的电流,采集值为电流i。

可选的,如图3所示,****采集及处理单元8与三个待标定电流传感器21、22及23相连,以接收待标定电流传感器21、22及23采集到的与各相待检测点的电流i对应的电压u;标定上位机4还与三个外置标准电流传感器51、52及53相连,以接收外置标准电流传感器51、52及53采集到的各相待检测点的电流i;标定上位机4与控制板7相连,通过标定上位机4给控制板7发****,以调控所述三相脉宽调制逆变电路的工作状态。

在执行步骤s2、进行正式标定之前,即在调节所述三相脉宽调制逆变电路的工作状态,采集待检测点的电流i与对应的电压u之前,所述电流传感器下线标定方法还包括步骤:

根据所述待检测点欲达到的电流值i0和所述外接负载的参数估算并设置外部电压源9的电压值u0。

设置好外部电压源9的电压值u0后,即可开始执行步骤s2,如图4所示,并结合图3,步骤s2进一步包括:

s21、通过标定上位机4给控制板7发****,使得所述三相脉宽调制逆变电路中的u相上管s1处于脉宽调制工作状态,v相下管s4常通,待外接负载,11上流过稳定的电流值后,通过外置标准电流传感器51采集u相待检测点的正向电流iu1,通过待标定电流传感器21采集与u相待检测点的正向电流iu1对应的电压uu1,同时,通过外置标准电流传感器52采集v相待检测点的反向电流iv2,通过待标定电流传感器22采集与v相待检测点的反向电流iv2对应的电压uv2;

s22、通过标定上位机4给控制板7发****,使得所述三相脉宽调制逆变电路中的v相上管s3处于脉宽调制工作状态,w相下管s6常通,待外接负载 ,11上流过稳定的电流值后,通过外置标准电流传感器52采集v相待检测点的正向电流iv1,通过待标定电流传感器22采集与v相待检测点的正向电流iv1对应的电压uv1,同时,通过外置标准电流传感器53采集w相待检测点的反向电流iw2,通过待标定电流传感器23采集与w相待检测点的反向电流iw2对应的电压uw2;

s23、通过标定上位机4给控制板7发****,使得所述三相脉宽调制逆变电路中的w相上管s5处于脉宽调制工作状态,u相下管s2常通,待外接负载 ,11上流过稳定的电流值后,通过外置标准电流传感器53采集w相待检测点的正向电流iw1,通过待标定电流传感器23采集与w相待检测点的正向电流iw1对应的电压uw1,同时,通过外置标准电流传感器51采集u相待检测点的反向电流iu2,通过待标定电流传感器21采集与u相待检测点的反向电流iu2对应的电压uu2。

由步骤s2可以得到所述三相脉宽调制逆变电路的u、v及w相中每个相的待检测点的两个电流值与对应的电压值,u相待检测点对应的iu1、iu2及uu1、uu2,v相待检测点对应的iv1、iv2及uv1、uv2,w相待检测点对应的iw1、iw2及uw1、uw2。

接着执行步骤s3,将u、v及w三相待检测点采集到的两组电流i与对应电压u带入公式和q=u2-k×i2计算得出各相对应的待标定电流传感器21、22及23各自的敏感度值k和q。

可选的,****采集及处理单元8具有计算及存储功能,计算得出的三个待标定电流传感器21、22及23各自的敏感度值k和q之后,所述电流传感器下线标定方法还包括步骤:

s4、将三个待标定电流传感器21、22及23各自的敏感度值k和q保存于****采集及处理单元8中。

计算得出的****储存在****采集及处理单元8中,****的保存于后续利用追踪非常方便。若待标定电流传感器21、22及23采集到的实际电压值为u,通过调用****采集及处理单元8中保存的敏感度值k和q,就能计算出对应的待检测点的电流i:

通过本发明的标定方法可轻松采集到待标定电流传感器21、22及23的正反两个反向上电流对应的电压值,实现正反电流的控制,标定正反电流区,电流传感器的全范围精度更高。

此外,本发明标定方法中,各相的管子开通顺序和搭配方式可以灵活选择,u相上管和w相下管也是可以的,甚至只有u相上管,而外接负载,11中点接外部电压源9的负端也可以,可以视情况而选择。

综上所述,在本发明实施例****的电流传感器下线标定方法中,依据待标定电流传感器的实际采集电压值与对应待检测点的电流值的线性关系,获取两组对应的电压与电流****之后即可计算出该线性关系的斜率k和截距q,再由采集到的实际电压值即可计算标定对应的待检测点的电流值。本发明的标定测试台架是在电机控制器的下线测试装置基础上集成的,减少了标定工位和标定设备的需求,降低了生产成本并提高了生产效率;电流传感器的标定是在装配完成之后进行的,不存在如传统标定方法完成后装配对电流传感器精度带来的影响;本发明的标定方法可轻松采集到待标定电流传感器的正反两个方向电流对应的电压值,实现正反电流的控制及标定,电流传感器的全范围精度更高;采集计算得出的信息全部保存到****采集及处理单元,****的保存与后续调用追踪非常方便。

上述仅为本发明的优选实施例而已,并不对本发明起到任何限****用。任何所属技术领域的技术人员,在不脱离本发明的技术方案的范围内,对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动,均属未脱离本发明的技术方案的内容,仍属于本发明的保护范围之内。

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