《基於磁電層狀複合材料的交流電流感測器的研究》是依託清華大學，由於歆傑擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於磁電層狀複合材料的交流電流感測器的研究
- 依託單位：清華大學
- 項目負責人：於歆傑
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
隨著智慧型電網和智慧型家居研究的逐漸深入和產業化進程的加速，人們對電流感測器提出了一些新的要求，如體積小、易安裝維護和寬頻大範圍檢測靈敏度高等。當前普遍使用的感應線圈、霍爾元件、磁阻和光纖電流感測器難以滿足上述需求。磁電層狀複合材料利用磁場－力場－電場的緊密耦合，具有很高的磁電係數，可構成高靈敏度、寬頻的無源電流檢測器件。本項目首先針對磁電層狀複合材料交流電流檢測機理、結構設計和參數選取等基礎問題開展理論分析、數值仿真和試驗研究，解決從50Hz到1kHz、從5mA到10A範圍內，磁電電流感測器的基礎理論問題。隨後結合智慧型電網和智慧型家居對電流感測器的要求，解決感測器封裝、濾波、信號採集與傳輸等套用問題。最終實現高精度、具有無線數據傳輸和遙控開關功能的智慧型插座。項目的主要創新點是提出新型T-T模式和L-T模式、無需改動現有接線的電流感測器的結構設計和材料選擇。
結題摘要
隨著智慧型電網和智慧型家居研究的逐漸深入和產業化進程的加速，人們對電流感測器提出了一些新的要求，如體積小、易安裝維護和寬頻大範圍檢測靈敏度高等。當前普遍使用的感應線圈、霍爾元件、磁阻和光纖電流感測器難以滿足上述需求。磁電層狀複合材料利用磁場－力場－電場的緊密耦合，具有很高的磁電係數，可構成高靈敏度、寬頻的無源電流檢測器件。本項目主要在磁電層狀複合材料的理論建模和套用兩個方面開展研究工作。在理論方面，利用等效電路法對L-T 模式長片型和T-T 模式圓片型磁電層狀複合材料的低頻分層耦合建模，提出了考慮二維應力分布的L-T模式磁電層合材料的等效電路模型。在套用方面，研製了基於磁電層狀複合材料的智慧型插座，設計實現了基於磁電層狀複合材料的交流大電流檢測裝置和磁電層狀複合材料的直流大電流檢測裝置。交流電流檢測裝置在測量有效值700A以內的大電流時，測量靈敏度為4.5mV/A，在40Hz到1500Hz範圍內有相對平坦的電壓輸出。直流電流感測器在1000A以內，檢測的精度和線性度均較好。本項研究對新型交流、直流電流檢測裝置的研究具有重要理論意義和實用價值。
