基于二值函数分支的电流传感器端部数据误差抑制方法技术

本发明专利技术涉及巨磁阻电流传感器技术领域，涉及基于二值函数分支的电流传感器端部数据误差抑制方法，该方法的步骤包括：获取电流传感器的端部原始数据与输出电压的最大值及最小值，生成输出电压的范围，通过改进消磁滞拟合的斜率对电流传感器输出电压进行计算，求得实际被测电流的范围；结合实际被测电流与输出电压的范围，设定各自对应的最大值点及最小值点作为上端下端特殊区间的端点，上端下端特殊区间的另一端点基于设定对称轴进行设定，计算后，求得输出电压最大值及最小值对应的对称点电压，并获取其索引；基于索引确定上端下端特殊区间，通过分式函数对上端下端特殊区间的电流进行分支计算，经过加权后，求得电流传感器的端部结果数据。的端部结果数据。的端部结果数据。

【技术实现步骤摘要】
基于二值函数分支的电流传感器端部数据误差抑制方法


[0001]本专利技术涉及巨磁阻电流传感器
，具体而言，涉及基于二值函数分支的电流传感器端部数据误差抑制方法。

技术介绍

[0002]就目前而言，在巨磁阻电流传感器进行电流测量时，实际可测数据只有差模输出电压，需要根据输出电压的大小换算得到电流值。然而，在电流值的计算中，通常应用的分支非线性分式函数对其计算以获取，但存在以下问题：若出现电流频率接近传感器截止频率的情况，此时电流极值点和输出电压的极值点在端部不再重合，上升分支和下降分支的分界点也不再是电流的极值点，而是介于电流极值点和输出电压极值点之间。此时通过原有的分支分式函数进行拟合会存在较大的误差，并且误差最大的区域往往出现在端部。为了进一步提高分支非线性拟合所适用的频率范围，我们亟需一种改进后的分支非线性拟合算法。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供基于二值函数分支的电流传感器端部数据误差抑制方法，其用于进一步提高分支非线性拟合所适用的频率范围。
[0004]本专利技术的实施例通过以下技术方案实现：
[0005]基于二值函数分支的电流传感器端部数据误差抑制方法，该方法的步骤包括：
[0006]获取电流传感器的端部原始数据，基于电流传感器的端部原始数据获取各个周期输出电压的最大值及最小值，生成输出电压的范围，通过改进消磁滞拟合的斜率对电流传感器输出电压的最大值及最小值进行计算，求得实际被测电流的最大值及最小值，生成实际被测电流的范围；
[0007]结合实际被测电流的范围与输出电压的范围，设定各自对应的最大值点作为上端特殊区间的端点，以及设定各自对应的最小值点作为下端特殊区间的端点，上端特殊区间及下端特殊区间的另一端点基于设定对称轴进行设定，并通过对称条件方程进行计算，求得输出电压最大值及最小值对应的对称点电压，并获取对称点电压的索引；
[0008]基于对称点电压的索引确定上端特殊区间与下端特殊区间，通过分式函数对上端特殊区间的电流与下端特殊区间的电流进行分支计算，经过加权后，求得电流传感器的端部结果数据，完成电流传感器端部数据误差的抑制。
[0009]可选的，通过改进消磁滞拟合的斜率对电流传感器输出电压的最大值及最小值进行计算，具体过程为：对输出电压的范围进行分支，形成上升分支与下降分支，通过设定公式分别对上升分支与下降分支进行计算，求得两个分支对应的非线性拟合参数，经过反变换后，通过两个分支的分式函数计算求得输出电压最大值对应的电流值以及最小值对应的电流值，即所述的实际被测电流的最大值及最小值。
[0010]可选的，通过改进消磁滞拟合的斜率对电流传感器输出电压的最大值及最小值进
行计算，其计算公式为：
[0011]ΔI＝I
max
‑
I
min
＝k
p
(V
max
‑
V
min
)
[0012]其中，ΔI为原始被测电流的范围，I
max
为原始被测电流的最大值，I
min
为原始被测电流的最小值，k
p
为改进消磁滞拟合的斜率，V
max
为电流传感器输出电压的最大值，V
min
为电流传感器输出电压的最小值。
[0013]可选的，上升分支具体为：基于电流传感器的端部原始数据获取原始被测电流与输出电压的变化极值，根据输出电压的变化极值将最小值到最大值之间的原始被测电流及输出电压定义为上升分支。
[0014]可选的，下降分支具体为：根据输出电压的变化极值将最大值到最小值之间的原始被测电流及输出电压定义为上升分支。
[0015]可选的，所述加权具体为平方型权重，用于抑制下降分支低于预设值的情况计算电流的误差影响。
[0016]可选的，设定对称轴具体为椭圆对称轴。
[0017]本专利技术实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：
[0018]本实施例通过提出的改进分支非线性拟合算法，一方面，能够很好的抑制磁滞造成的最大非线性误差，从而提高传感器可测量电流的频率范围；另一方面，使得在保证测量精度的情况下计算电流的代价最小，从而减小运算时长，极大的提高了巨磁阻电流传感器的数据分析和处理能力。
附图说明
[0019]图1为本专利技术提供的基于二值函数分支的电流传感器端部数据误差抑制方法的流程示意图；
[0020]图2为本专利技术提供的原分支非线性分式拟合与改进分支非线性拟合基于5kHz，10App的对比示意图；
[0021]图3为本专利技术提供的原分支非线性分式拟合与改进分支非线性拟合基于10kHz，30App的对比示意图。
具体实施方式
[0022]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0023]在本专利技术中，所提及的原有分支分式函数进行拟合的方法如下：
[0024]拟合自变量为传感器输出电压，拟合因变量为基准电流探头测得的标准电流，在参数提取及拟合时通过电流极点对电流进行分支，在电流最小值到最大值之间的电流及输出电压数据定义为电流上升分支，而最大值到最小值之间的电流及输出电压数据定义为电流下降分支。分别对两个分支进行非线性函数拟合，得到不同分支的拟合参数。在利用传感器输出电压计算实际电流时根据输出电压的变化极值进行分支，并且对不同的分支带入不同的非线性函数计算电流。
[0025]更为具体的，在选取用于分支拟合的非线性函数时，需要充分考虑拟合函数的性质及拟合及计算电流的复杂程度。磁滞回线在低频下两分支基本为重合的两条直线，随着频率的升高，两分支逐渐分离，并且弧度逐渐增大，呈现梭型曲线的形状。而随着频率进一步升高，到达芯片截止频率，此时磁滞已经非常明显，磁滞回线呈现为椭圆形状。
[0026]更为具体的，设两分支拟合参数分别(a0,a1,a2)和(a0’
,a1’
,a2’
)，取第一个分支对应的参数为例进行讨论，那么当电流范围变化为(
‑
mI0,mI0)时，第一个分支对应的拟合参数变为(a
m0
,a
m1
,a
m2
)，此时磁滞回线仍关于对称轴对称。这样磁滞回线面积的改变就可以等效的看成坐标轴的缩放，此时当横轴和纵轴都变为原来的1/m后，磁滞回线应该与原来绿色的磁滞回线重合，因而可以套用绿色曲线的拟合函数，故：
[0027][0028][0029]因而，电流范围为(
‑
mI0,mI0)时的拟合参数与(
‑
I0,I0)相比有如下关系：
[0030][0031]换成电流的表示形式如下：...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于二值函数分支的电流传感器端部数据误差抑制方法，其特征在于，该方法的步骤包括：获取电流传感器的端部原始数据，基于电流传感器的端部原始数据获取各个周期输出电压的最大值及最小值，生成输出电压的范围，通过改进消磁滞拟合的斜率对电流传感器输出电压的最大值及最小值进行计算，求得实际被测电流的最大值及最小值，生成实际被测电流的范围；结合实际被测电流的范围与输出电压的范围，设定各自对应的最大值点作为上端特殊区间的端点，以及设定各自对应的最小值点作为下端特殊区间的端点，上端特殊区间及下端特殊区间的另一端点基于设定对称轴进行设定，并通过对称条件方程进行计算，求得输出电压最大值及最小值对应的对称点电压，并获取对称点电压的索引；基于对称点电压的索引确定上端特殊区间与下端特殊区间，通过分式函数对上端特殊区间的电流与下端特殊区间的电流进行分支计算，经过加权后，求得电流传感器的端部结果数据，完成电流传感器端部数据误差的抑制。2.根据权利要求1所述的基于二值函数分支的电流传感器端部数据误差抑制方法，其特征在于，通过改进消磁滞拟合的斜率对电流传感器输出电压的最大值及最小值进行计算，具体过程为：对输出电压的范围进行分支，形成上升分支与下降分支，通过设定公式分别对上升分支与下降分支进行计算，求得两个分支对应的非线性拟合参数，经过反变换后，通过两个分支的分式函数计算求得输出电压最大值对应的电流值以及最小值对应的电流值，即所述的实际被测电流的最大值及最小值。3.根据权利要求2所述的基于二值函数分支的电流传感器端部数据误差抑制方法，其特征在于，通过改进消磁滞拟合的...

【专利技术属性】
技术研发人员：辛明勇，徐长宝，高吉普，林呈辉，王宇，祝健杨，徐玉韬，杨婧，汪明媚，何雨旻，代奇迹，陈敦辉，冯起辉，孟令雯，古庭赟，张后谊，唐赛秋，王鲁平，李欣洋，袁禾，
申请(专利权)人：贵州电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：