1.基于磁场的电流测量误差分析方法,其特征在于,包括如下步骤:(A)搭建基于磁场的电流测量传感器的测量模型;(B)理论分析不同测量架构下所测导线特征参数对测量精度的影响,推导得到主要测量误差源,其中,所述特征参数包括导线线径以及导线的偏移;(C)基于有限元分析构建导线电流与磁场测量点仿真模型,进行导线电流与磁场测量点仿真分析,计算得到不同测量架构下,有导线线径以及导线的偏移干扰时电流测量传感器的输出和输出误差;包括单传感器测量架构误差计算:通过导线四个方向上偏离圆心所测得的磁场数据计算出电流大小的预测值,根据预测值得到偏差情况;双传感器测量架构误差计算:通过导线四个方向上偏离圆心时,每个气隙内磁场数据的平均值,计算出电流大小的预测值,根据预测值得到偏差情况;(D)根据输出和输出误差以及理论分析,进行验证步骤(B)主要测量误差源结论。
2.如权利要求1所述的基于磁场的电流测量误差分析方法,其特征在于,步骤(A)中,测量模型中设置无导线线径以及导线的偏移干扰,以消除导线线径以及导线的偏移对测量精度的影响。
3.如权利要求1所述的基于磁场的电流测量误差分析方法,其特征在于,所述测量架构包括聚磁环测量架构和多传感器测量结构。
4.如权利要求3所述的基于磁场的电流测量误差分析方法,其特征在于,步骤(B)中,针对聚磁环测量架构具体如下:B01)推导基于磁场的电流测量传感器,在不考虑导线线径以及导线的偏移干扰时,导线磁场大小的表达式为:上式中,I表示导线电流值,d表示电流测量传感器与导线的距离,H表示电流测量传感器处的磁场强度大小;B02)采用基于聚磁环的磁场测量架构,当导线中心与磁环中心重合时,根据安培环路定理得:∮B·dl=Nμ 0 I 1上式中,I 1 为闭合路径的长度,N表示穿过闭合环路的导线数,实际测量时N等效为1;由于B=μ 0 H,上式等效为:∮H·dl=H 1 ·(2πr 0 -d)+H 2 ·d=I 1上式中,H 1 表示磁环内的磁场强度,H 2 表示气隙的磁场强度,r 0 为磁环平均半径;由于B=μ 0 H 2 =μ 0 H 1 ,其中μ 0 为真空磁导率,μ为磁环磁导率,得到:由于μ远大于μ 0 ,上式简化为:导线电流值为:推导得到,通过聚磁测量后,磁场大小仅与电流测量传感器处气隙敏感。
5.如权利要求4所述的基于磁场的电流测量误差分析方法,其特征在于,步骤(B)中,针对多传感器测量架构具体如下:B03)采用基于多个气隙和电流测量传感器的聚磁测量架构,当导线中心与磁环中心重合时,根据安培环路定理得:上式中,d 1 表示第一电流测量传感器与导线的距离,d 2 表示第二电流测量传感器与导线的距离;推导得到,电流测量传感器处磁场与气隙大小相关,当导线偏移时,通过不同位置的电流测量传感器的测量,平衡偏移误差。
6.如权利要求1所述的基于磁场的电流测量误差分析方法,其特征在于,步骤(C)中基于有限元分析构建导线电流与磁场测量点仿真模型包括如下:C01)创建模型:通过分析测量模型得到数据,依次输入坐标,绘制导线、电流测量传感器、聚磁环、屏蔽结构以及气隙;C02)定义模型各部件的材料,以及将求解区域划分为不同的小区域;C03)设置边界条件:建模完成后绘制运动边界,使有限元求解区域连续;C04)有限元计算:基于麦克斯韦方程组,求出整个求解区域的解。
7.如权利要求1所述的基于磁场的电流测量误差分析方法,其特征在于,步骤(C)中计算得到不同测量架构下,有导线线径以及导线的偏移干扰时电流测量传感器的输出和输出误差包括如下:单传感器测量架构误差计算:设定磁环内径以及母线电流;对于具有不同导线线径的单传感器测量架构,通过其导线四个方向上偏离圆心所测得的磁场数据计算出电流大小的预测值,根据预测值得到偏差情况,对不同导线线径的偏差情况进行比较;双传感器测量架构误差计算:磁环内径以及母线电流保持不变,在磁环上开气隙,传感器设置在气隙内;对于具有不同导线线径的单传感器测量架构,通过其导线四个方向上偏离圆心时,每个气隙内磁场数据的平均值,计算出电流大小的预测值,根据预测值得到偏差情况,对不同导线线径的偏差情况进行比较。
8.一种基于磁场的电流测量误差分析系统,应用到如权利要求1-7任一项所述的方法,其特征在于,包括:搭建模块,用于搭建基于磁场的电流测量传感器的测量模型;分析判断单元,用以理论分析不同测量架构下所测导线特征参数对测量精度的影响,推导得到主要测量误差源,其中,所述特征参数包括导线线径以及导线的偏移;构建模块,用于基于有限元分析构建导线电流与磁场测量点仿真模型,进行导线电流与磁场测量点仿真分析,计算得到不同测量架构下,有导线线径以及导线的偏移干扰时电流测量传感器的输出和输出误差;包括单传感器测量架构误差计算:通过导线四个方向上偏离圆心所测得的磁场数据计算出电流大小的预测值,根据预测值得到偏差情况;双传感器测量架构误差计算:通过导线四个方向上偏离圆心时,每个气隙内磁场数据的平均值,计算出电流大小的预测值,根据预测值得到偏差情况;验证模块,用于根据输出和输出误差以及理论分析,进行验证主要测量误差源结论。
9.一种模拟电流测量的电子设备,其特征在于,包括:处理器;存储器,用以存储计算机程序;当所述计算机程序被处理器执行,使得所述处理器实现如权利要求1-7任一项所述的方法。
10.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时如权利要求1-7任一项所述的方法。