完成首要有两种计划目前检测和掌管电道,芯片(DSP)为重心一种是以数字信号管理,速率越来越速因为DSP的,管理和信号检测计划的首选使得DSP成为许多数据,方面是其瓶颈但正在时序掌管,影响光纤电流互感器的检测精度因为时序掌管精度和速率直接,造精度降低有限是以该计划控;FPGA)和DSP为重心器件另一种是以现场可编程门阵列(,者的便宜联合两,完毕体例时序掌管运用FPGA来,数字信号管理算法DSP完成各式,常高的掌管精度固然可能得到非,构相对丰富但体例结,性降低牢靠。A技巧的成长跟着FPG,来举行精巧时序掌管FPGA不光被用,数字信号管理效用况且可能完成丰富。现精巧时序掌管的同时本文运用FPGA来实,12bet手机版首页!的信号管理算法完成极端丰富,电流互感器信号检测和掌管电道计划并以FPGA为重心器件完毕光纤,器传感头举行电流测试和标定运用该电道掌管光纤电流互感。果评释试验结, S级衡量精确度的央求体例掌管精度到达0.2。 千分之二)衡量精确度为保障0.2S级(即,要到达10位以上A/D转换位数需。表此,信号每个周期崎岖电平采样次数为保障对200 kHz方波,均匀来降低采样精度从而可能通过累加求,区分举行20次以上采样后求均匀必要正在每个周期内方波崎岖电平, MS/s的模数转换器 AD9248.该芯片采用多级的带有输出差池更正逻辑的差分流水线构造这就央求模数转换器采样率大于8 MS/s.计划中保存必然余量采用量化位数14位、采样率20,持放大器和一个基准电压源集成了两个高职能采样保,供掌管时钟只必要提,之后自愿闪现正在数据端口其转换数据正在7个时钟,造形势极端容易用于精巧时序控。 法拉第偏转角式中:为磁致;erdet常数V为光纤的V;场强度H为磁;间互相效率的间隔l为光与磁场之。 的总体框图如图1所示信号检测与掌管电道。探测器(相位差与光电探测器输出信号幅度成正比)光纤传感头将率领有相位差讯息的光信号输入到光电,信号首进步行隔直管理光电探测器输出的电压,大和滤波后再通过放,器)转换为数字信号经A/D(模数转换,A的数字信号管理单位然后送入基于FPG。解调、积分和滤波管理正在FPGA内举行数据,预备出阶梯波台阶高度并由阶梯波天生算法,方波正在时序掌管单位掌管下叠加之后该阶梯波与固定周期调造,转换器)转换后变成模仿电压波形再经FPGA掌管的D/A(数模,位调造器驱动相,的一次闭环反应至此完毕体例。表此,串行收发器(UART)传输到掌管预备机阶梯波台阶高度数据经数字滤波后由异步,与待测电流巨细相合因为该阶梯台阶高度,就可能得出被测电流巨细上层软件通过纯粹管理。造由FPGA内完毕悉数体例的时序控,馈、数据输出等的时序掌管拥有正经的同步相干且央求方波调造、A/D收集、数字阶梯波反。 通电导体闭合若光道环绕,感光纤圈的导体中的电流且当磁场H仅由穿过传,生时产,和安培环道定律得可运用式(1): 检测首要筑设行为高压电网,计量供应参数不光为电能的,护供应举措的按照况且是为继电保。和特高压电网的成长跟着国度智能电网,渐暴展现其致命缺陷古板电磁式电流逐,高电压下易磁饱和导致衡量精度降低等比如高电压品级时绝缘极为贫穷、更。之下比拟,衡量精度高、构造纯粹和体积幼巧等诸多便宜光纤电流拥有抗电磁扰乱才能强、绝缘牢靠、,磋商热门是目今。感器的重心部件行为光纤电流互,精度和限度拥有极端苛重的影响其检测和掌管电道对电流检测。 可看出由此,束缠绕导体的次数和穿过传感光纤圈的总电流巨细成正比两束正交圆偏振光受法拉第效应后出现的相位差巨细与光。体的次数已知因为光束绕导,测出△s是以只消,测电流的巨细即可预备出待。 道完成信号检测与闭环掌管的重心FPGA是光纤电流互感器掌管电。1所示如图,悉数掌管体例的掌管时序其首要效用是担任天生;造及数据读取、存储完毕A/D收集控;的解协和积分算法举行管理对收集到的数字信号按预订,到阶梯波天生算法的同时将管理后的数据正在发送,UART串口掌管模块经滤波管理之后传到,机的数据通讯完毕与预备;据叠加后掌管D/A转换器输出相应的模仿信号另表还要将阶梯波天生算法出现的数据与方波数。时序如图2所示FPGA掌管,电复位后电道上,D/A及其他程控电道及接口初始化FPGA次第加载并对表围A/D、;出现周期5 s的调造方波FPGA内部时序掌管模块,期的模仿方波信号并掌管后端光调造器上出现/2的相移该调造方波通过D/A掌管接口输出到D/A出现同样周,的相位检测灵巧度最高确保前端光纤传感一面;含有相位差讯息的调换信号模数转换器前端输入信号是,差值与相位差成正比该信号的崎岖电平,值就可能间接得到目今相位差值通过检测该信号的崎岖电平差,论得到对应电流巨细从而依据前面所述理,方波周期一律该信号周期与。 输出信号对比弱因为光电探测器,频率的噪声讯息况且含有较高,举行后续的A/D转换量化为数字信号必要对其举行放大和滤波管理后才力。大和对噪声遏抑才能会影响后续衡量精度是以前置放大及滤波电道对有效信号的放。分运放AD8130前置放大电道采用差,高的共模遏抑比该芯片拥有极端,、低谐波失真和高共模遏抑比的行使中更加合用于微幼信号放大中必要低噪声。信号频率为200 kHz操纵光电探测器输出的调换有用方波,失真通事后端滤波电道为保障该方波信号无,失20倍的方波基频信号的谐波计划滤波电道的高频截止频率必需以不损,进入后端采样量化模块同时为避免高频噪声,宽不行太宽高频截止带,宽的型滤波器完成前端滤波本计划中采用4 MHz带。 法拉第效应来完成电流检测的全光纤电散播感技巧是运用,处于磁场中的物质时当一束线偏振光通过,会发作必然的挽回该偏振光的振动面,得到磁场及出现磁场的电流的讯息从而可通过对此挽回角的衡量来,角可由式(1)得出此中振动面的挽回: 期内对该信号高电宽厚低电中分别举行多次采样求均匀表态减FPGA通过期序掌管单位掌管A/D转换器正在每个方波周,调讯息即相位讯息得到该信号的解。差为0时评释完成一次闭环掌管因为前端光纤传感一面的相位,此因,成算法将相位差讯息转换为阶梯波台阶数据上述解调出的相位讯息必要通过阶梯波生,成模块将该台阶数据与方波数据累加输出到D/A转换器再通过后端200 kHz固定方波和数字阶梯波叠加生,调造器出现抵消上述检测到的相位差讯息D/A转换器输出模仿信号驱动掌管相位,闭环掌管变成一次。进口压力变送器阶梯波累加判别次第该处计划时应计划,动相位调造器出现2相移时当阶梯波累加数据值胜过驱,2相移所对应值后再累加该当减去相位调造器出现。映了被测电流惹起的相位差值因为该阶梯波台阶的高度反,电流也成线性相干是以该值与被测,通讯接口授输到上层掌管界面用于预备目今被测电流的巨细可将该值经数字滑润滤波后由FPGA内部计划的UART。 质为磁致圆双折射法拉第效应的本,旋向相反的圆偏振光(左旋和右旋)其讲明是:线偏振光可能解析为两束,交圆偏振光的折射率出现不同表加磁场使得物质对这两柬正,的散播速率不再一律导致它们正在物质中,间隔后会出现必然相位差△s这两束圆偏振光正在散播一段,的偏振面发作挽回使对应的线偏振光,得磁场及出现磁场的电流讯息通过衡量该相位差就可能获,第挽回角之间的相干为△s=2同时已说明该相位差△s和法拉。 致法拉第相位差式中:△s为磁;erdet常数V为光纤的V;绕导体的次数N为光束环;圈中导体的根数n为传感光纤;上通过的电流I为单根导体。
 
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