直流输电系统的稳定运行既取决于换流站配置的直流控制保护及监视系统，又取决于换流站测量设备在系统稳态和暂态条件下的准确度及可靠性[1-2]。直流电流传感器是直流换流站的关键设备之一，其主要作用是测量直流电流并将测量结果传至直流控制保护设备，直流电流传感器的测量精度、动态范围及绝缘可靠性等性能指标直接关系到特高压换流站的运行质量。用于直流输电线路监测的直流电流传感器根据其测量原理的不同，主要分为以下几种：1)基于电磁感应原理的零磁通直流电流传感器[3]。该类传感器测量精度高、响应快，但高压绝缘难度大，目前很少用在超高压系统中。2)基于欧姆定律的直流电子式电流传感器[4]，目前在超/特高压直流输电系统被广泛采用，受测量原理及结构限制，直流电子式电流传感器仍存在缺陷：对小电流测量精度及大电流动态范围有很高要求的应用条件很难满足需求，同时直流电子式电流传感器难以实现非接触式的应用场合。3)基于Faraday磁光效应的直流全光纤电流传感器[5]，影响其发展速度的主要原因是设备冗多，技术复杂，成本高，温度稳定性及抗振性能不易满足实用化要求。针对上述传统电流传感器的绝缘难度大、动态测量范围不高、成本大等问题，本文提出一种基于巨磁阻抗效应(Giant Magneto-impedance，GMI)的电流传感器。GMI是指当软磁材料的丝或带状通过交流电时，材料阻抗随磁场变化而变化的现象。1992年，MOHRI等[6]用内圆水纺法喷制出直径为125 μm的CoFeSiB软磁非晶丝材料，在非晶丝中通入交变电流时其感抗值会随着外部纵向磁场的变化而改变，当外部磁场增加时，感应电压变化量高达75%。KANNO等[7]在1997年设计出带反馈线圈的GMI传感器，但由于引入反馈回路导致其灵敏度降低。近年来，国内在基于巨磁阻抗效应的磁传感器技术方面进行了较多的研究，韩冰等[8]设计了一种阵列式探头GMI电流传感器，他们设计的GMI电流传感器存在动态测量范围不大和易受外界干扰等问题；鲍丙豪等[9]使用近零磁致伸缩系数的非晶薄带研制出基于GMI的弱电流传感器，但由于易受磁场干扰而未能得到实践应用；赵湛等[10]提出了钴基非晶磁芯GMI电流传感器，虽然提高了传感器线性度及灵敏度，但依然未能解决外界磁场干扰问题。本文分析和测试了FeCuNbSiB铁基纳米晶样本两端通入高频电流后样本阻抗变化率随外加磁场变化的关系，提出了一种非接触式差动GMI电流传感器。研究过程中首先设计出GMI电流传感器的结构，这种电流传感器通过测量样本阻抗变化值来实现测量电流大小的目的。为解决GMI电流传感器抗磁场干扰问题，在此基础上提出差动式工作模式，解决了磁场干扰问题，提高了测量线性度，同时这种电流传感器结构简单，与高压侧无任何接触，对解决成本和绝缘问题有重要意义。

1 GMI电流传感器的结构及工作原理

GMI电流传感器的结构及工作原理见图1。输电导线从电流传感器的磁场聚集器中间穿过。输电导线中通入电流大小为Iex的电流，输电导线周围产生的磁力线被磁场聚集器捕获，放置纳米晶材料的磁场聚集器空隙中产生大小为Hex的磁场，Hex使材料阻抗值产生ΔZ的变化。电流Iex的大小与铁基纳米晶材料阻抗值的变化ΔZ的关系构成电流传感器的工作原理。

电流传感器中的磁场聚集器具有高饱和磁感应强度、低矫顽力、低损耗特性，本研究使用的磁场聚集器是佛山市中研非晶科技股份有限公司生产，规格为40 mm×25 mm×15 mm(外径×内径×高)。纳米晶材料两端接阻抗分析仪，阻抗分析仪测量的样本阻抗值数据通过GPIB接口传送到电脑中。线圈两端接直流源，为磁场聚集器提供一个偏置磁场，它可以调节传感器的工作点，使其工作在线性区间。

  

图1 GMI电流传感器结构原理图Fig.1 Schematic diagram of the presented GMI current sensor

2 铁基纳米晶材料的表征

实验所使用的铁基纳米晶材料FeCuNbSiB商品牌号为Finemet，取实验样本长40 mm，样本的阻抗用KEYSIGHT公司的E4990A阻抗分析仪测量，外部磁场Hex由一对牌号为N50的NbFeB永磁体施加且磁场大小由永磁体之间的距离调节，HT-20特斯拉计用于监测静态磁场的大小，在外部磁场Hex作用下，样本阻抗Z发生巨大变化[9]。

我们在辐射环境影响评价的整个过程当中，需要检测人员采取有效的措施来进行评价，但是监测受辐射污染的环境，可以说是最基本的评价方法之一。检测人员在充分的确保污染区域的改造可行性之后，需要监测站提供对受辐射污染区域的真实监测数据，以此来为受污染区域的各项改造工作提供重要的参考。除此之外，工作人员在改造的过程当中，要充分的结合对污染区域的监测数据来进行相应的改造，因为这些数据是最具有科学性的。

本研究通过测量和分析FeCuNbSiB铁基纳米晶的巨磁阻抗效应，得出使用铁基纳米晶材料在制作传感器时的工作频率f=106 MHz。在设计传感器结构的过程中，通过增加一个电流传感器，将其改进为差动式工作模式，提高了传感器的抗干扰能力。差动式GMI电流传感器结构简单，大幅降低了传感器生产成本；差动式GMI电流传感器与高压侧无任何接触，解决了绝缘难问题；同时改变传感器的线圈电流大小，扩大了传感器动态测量范围。实验测试结果表明，差动式GMI电流传感器灵敏度值为0.46 V·A-1，与理论值0.5 V·A-1较接近；线性度表征传感器的实际特性与拟合曲线的不吻合度，计算ΔYmax和YF分别为0.5 V和17.5 V，计算得到的线性度为2.86%，比GMI电流传感器线性度提高了31.7%，滞后误差、静态误差分别为0.8%、2.97%，在直流输电系统的测控系统中有很好的应用价值。

  

图2 阻抗变化率在不同激励频率下随外加磁场变化曲线Fig.2 The variation of giant magneto-impedance ratio with field increasing under various driving frequencies

3 结果与分析

线性度是衡量传感器静态特性的重要指标之一，他反映了传感器输出响应曲线与理论拟合曲线的接近程度。实验测量差动式GMI电流传感器的ΔYmax和YF分别为0.5 V和17.5 V，根据公式(4)计算得到线性度2.86%，比公式(1)计算的GMI电流传感器线性度提高了31.7%。

 

(1)

式中：ΔYmax表示实际特征曲线与拟合直线间最大误差值，YF表示最大输出值减最小输出值的差值，不是满刻度值。

为了改善电流传感器的性能，解决抗干扰问题，研究中增加一个GMI电流传感器，提出如图4所示的差动式GMI电流传感器结构模型。图4中所指向的输电导线分别为输电线路的正极与负极。不妨假设电流传感器1测量输电导线的正极，其铁基纳米晶材料的阻抗值为Z1，测量两条输电导线的电流传感器2的铁基纳米晶材料阻抗值为Z2。正常运行情况下，输电导线正极与负极产生的磁力线大小相等方向相反，电流传感器2的阻抗值Z2保持不变，等于Hex=0时的阻抗值。

  

图3 外加磁场在最佳工作点24 mT时阻抗变化率随电流增加的变化曲线Fig.3 The variation of giant magneto-impedance ratio versus applied current under optimum bias of 24 mT

美国著名的教育心理学家布鲁纳曾经说过：“追求优异的成绩，不但同我们教什么有关系，而且同我们怎样教和怎样引起学生的兴趣有关系。因此，要调动学生学习语文的积极性，就要让学生对语文产生兴趣。

4 差动式GMI电流传感器原理与测量结果分析

实验测试中，ΔYmax和YF分别为-0.67%和16%，按公式(1)计算得到线性度4.19%，有良好的线性度。测量过程中，激励Iex的范围超出[-17.5 A,17.5 A]，可以通过调整线圈电流来扩展测量范围，当线圈电流为(3±n3.5) A时，对应的激励Iex范围是[(-17.5∓n35) A,(17.5∓n35) A]，其中n为整数。

此电流传感器结构简单，与高压侧无任何接触，可有效降低成本和解决绝缘问题。但是这种电流传感器由于有环形磁场聚集器的存在，使得磁场聚集器不但能收集待测电流磁场，同时也能获取干扰磁场(如雷电干扰)。导致电流传感器无法准确测量电流大小，抗干扰能力弱。

  

图4 改进后差动式GMI电流传感器的结构Fig.4 Schematic diagram of the improved differential GMI sensors

设计的差动式GMI电流传感器系统是由2个GMI电流传感器和电路系统组成。该电路系统包括一个正弦信号发生器，2个用于给GMI电流传感器提供电流的V/I转换器，一个差分放大器，2个检测固定频率信号的锁相放大器，一个除法器，最后是一个调整输出的电压调节器。差动式GMI电流传感器电路原理图如图5所示。正弦信号发生器产生频率为106 MHz的电压信号Vac。V/I转换器将接收到的电压信号转换为大小为10 mA的电流信号i提供给GMI电流传感器。电流传感器产生GMI效应后的信号V1和V2经过差分放大器后被锁相放大器检测，锁相放大器只允许频率为106 MHz的信号通过。最后经过锁相放大器的电压信号V通过除法器和电压调节器后输出G(V)，除法器的另一路输入信号V0是电流传感器2的输出V2经过另一个锁相放大器后的信号。电压调节器用于调节传感器灵敏度和G(V)与Iex的对应关系，本实验中调整Iex=0时G(V)=0。

此电流传感器结构采用差动工作模式，能有效抑制外界磁场干扰。对GMI变化率公式做如下变动：

  

图5 差动式GMI电流传感器电路原理图Fig.5 The circuit schematic diagram of the differential GMI sensor

综上所述，在相同的条件下，高度近视角膜生物力学存在差异，这种差异导致高度近视屈光手术后角膜后表面曲率的差异，而导致术前高度近视角膜生物力学差异的原因，很有可能是基质层的胶原纤维数量、性质发生不同程度变化所致，其具体改变尚需进一步深入研究，本研究的结果提示，在高度近视的屈光手术术前筛查中，重视角膜生物力学因素有利于进一步提高屈光手术的稳定性。

 

(2)

当外界磁场干扰引起电流传感器产生扰动时，假设使电流传感器1和电流传感器2的输出信号分别产生ΔV1和ΔV2的变化值，由于2个传感器型号相同，因此ΔV1=ΔV2。此时电流传感器1的输出为V1+ΔV1，电流传感器2的输出为V2+ΔV2，代入到公式(2)得G(V)=V1+ΔV1-V2-ΔV2/V2=V1-V2/V2，输出结果未发生变化，磁场干扰被差分放大器有效抑制，此时电流传感器能准确测量被测导线电流大小。

图4中的输电导线通入激励电流Iex，电路系统中的G(V)作为响应，GMI电流传感器的线圈电流为3 A，使其工作在线性区间，得到如图6所示的Iex与G(V)的对应关系。实验测试结果表明输出电压G(V)随着输入电流Iex的增加呈线性增加，图6中测量散点的斜率就是传感器灵敏度的测量值，灵敏度定义为公式(3)。式中ΔG(V)表示输出平均值与拟合直线的最大偏差。根据公式(3)得出测量灵敏度值为0.46 V·A-1。图6中的直线为根据实验散点数据拟合出的灵敏度理论值曲线，计算的理论值为0.5 V·A-1，且与测量值较接近。

大鸭婆二鸭婆成亲不久，门庭上的新婚对联尚未褪色呢，二狗伢就意外去世了，他是傍晚时分在池塘边洗脚时遭蛇咬了，叫了足足两个时辰后咽了气。

 

(3)

选取斜率最大(f=106 MHz)的G(Z)曲线作为电流传感器的工作特性曲线。从图2可以看出，外磁场Hex在10 mT与38 mT之间时，G(Z)存在明显的线性区间段。因此，电流传感器工作点设置在此区间的中点Hex=24 mT。线圈匝数为N=10，直流电流源提供线圈的电流为3 A时，特斯拉计测得纳米晶材料所在位置的磁场大小为24 mT。输电导线中通入直流电Iex，Iex在磁场聚集器中磁场方向与线圈电流产生的磁场方向相同，阻抗分析仪测量纳米晶样本两端的阻抗值Z并计算出G(Z)，绘制出激励Iex与响应G(Z)的测试结果如图3。由于实际特性与拟合曲线不重合，采用线性度表征传感器的实际特性与拟合曲线不吻合，定义为公式(1)。

 

(4)

  

图6 差动式GMI电流传感器灵敏度曲线Fig.6 Sensitivity of the differential GMI sensor

根据GB/T 26216.1—2010《高压直流输电系统直流电流测量装置》中规定的电流传感器测量精度要求，需要进一步测量差动式GMI电流传感器的误差数据，在激励电流Iex为-17.5～17.5 A范围内反复调试，测量得到正行程、逆行程输出电压和迟滞误差，数据如表1所示。实验测量差动式GMI电流传感器的ΔHmax和YF分别为0.14 V和17.5 V，根据公式(5)定义的滞后误差eH，计算数据为0.8%，其中ΔHmax为正、逆行程最大偏差。根据公式(6)定义的静态误差eS，计算数据为2.97%，其中eL为公式(4)的计算结果。

 

(5)

 

 

(6)

 

表1 实验测量数据Table 1 Experimental data

  

待测电流Iex/ACurrenttobemeasuredIex正行程输出电压/VForwardstrokeoutput负行程输出电压/VBackwardstrokeoutput迟滞/VDelay-17．50-8．31-8．370．06-15．00-7．15-7．240．09-12．50-6．16-6．260．10-10．00-4．85-4．930．08-7．50-3．62-3．750．13-5．00-2．46-2．590．13-2．50-1．16-1．300．140．000．05-0．080．132．501．301．160．145．002．522．430．097．503．773．650．1210．004．954．850．1012．506．256．150．1015．007．167．040．1217．508．298．200．09

5 结论

样本被施加磁场Hex时的GMI变化率如图2所示。这里GMI变化率定义为G(Z)=Z(Hex)-Z(0)/Z(0)，其中Z(0)为Hex=0时样本的阻抗值。由图2可见，GMI变化率G(Z)随激励频率f增加先增大后减小，在f=106 MHz时G(Z)最大；G(Z)随外磁场Hex先增加后减小，存在明显峰值，在Hex=40 mT时G(Z)最大。由此可知，FeCuNbSiB铁基纳米晶样本在f=106 MHz和Hex=40 mT时G(Z)最大，达到29.2%。因此，为获取最大灵敏度，电流传感器样本两端激励电源频率f应选择106 MHz。

本研究入选高龄冠心病患者行介入治疗和药物保守治疗后6个月内发生全因死亡、非致死性心肌梗死、心力衰竭、心绞痛发生情况，两组都未发生全因死亡事件发生，介入治疗组患者发生非致死性心肌梗死、心力衰竭、心绞痛发生率明显低于药物治疗组，有统计学意义。两组患者包括非致死性心肌梗死、心力衰竭、心绞痛、全因死亡在内的总事件发生率，介入组明显低于药物组。综上所述，对于高龄冠心病患者在进行治疗的过程中，为患者应用介入治疗方案进行治疗能够提高临床治疗的效果，而且治疗具有较好的安全性，值得推广应用。

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● 微服务开发框架：WISE-PaaS导入微服务开发框架协助开发者，快速生成微服务程序设计框架，降低开发门槛。同时对于微服务的服务发现、负载均衡、服务治理、配置中心等功能都有灵活的机制支撑。

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在此期间，联想首台自主设计的台式机“天琴”电脑，推动了整个电脑台式机行业的工业设计革命，结束了中国电脑台式机生产使用统一标准机箱的时代，开始形成品牌企业工业设计百花齐放的局面。

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肺炎在动物疾病中比较常见，牛患肺炎时可喂食鱼腥草，或将鱼腥草与桔梗、石膏等搅拌在一起喂食病牛，可达到很好的治愈效果。在牛患牛脓疡时可将鱼腥草捣碎后灌服，也可与黄芩配伍使用，治疗效果比较明显。