仪器仪表学报

作者：王耀利，徐徛征，王志斌，杨庆东，张磊

单位：王耀利,1.中北大学电气与控制工程学院太原030051； 2.山西省智能微波光电技术创新中心太原030051,20210014@nuc.edu.cn,徐徛征,1.中北大学电气与控制工程学院太原030051； 2.山西省智能微波光电技术创新中心太原030051,,王志斌,山西省智能微波光电技术创新中心太原030051,,杨庆东,1.中北大学电气与控制工程学院太原030051； 2.山西省智能微波光电技术创新中心太原030051,,张磊,1.中北大学电气与控制工程学院太原030051； 2.山西省智能微波光电技术创新中心太原030051,

关键词：微弱感应电流;TMR;高精度;噪声抑制

基金：山西省基础研究计划（202403021221120）项目资助

在工业监测与安全检测领域,微弱电流信号的非接触式高精度(TMR)检测是保障关键设备运行可靠性的核心技术。针对传统检测方法在高频存在的信号失真与噪声干扰以及检测精度过大的难题,研究提出一种基于非接触式的高精度微弱感应电流信息获取与解调测试方法,通过下变频与数字锁相解决桥丝式电雷管等设备的电流监测难题,实现微弱电流的精准测量,研究采用“下变频-滤波处理-数字锁相”对系统进行优化,实现5~200mA微弱电流的高精度获取。该方案突破传统接触式测量的电磁耦合干扰瓶颈,构建了从物理传感到数字解算的一体化检测体系。研究采用TMR作为前端感应单元,利用其高灵敏度与宽频响应特性,来弥补现有系统在高频段测量的技术难题。信号处理环节通过混频器将不同频段信号统一频率下变频至50kHz,结合低通滤波与ADC,消除高频噪声干扰;后端利用FPGA实现百万次乘累加数字锁相运算,通过互相关检测原理分离目标信号与背景噪声型。经测试验证:在50kHz~10GHz频段范围内,系统检测精度达≤±0.65mA,且实时性通过FPGA并行处理得到保障。非接触式检测方案通过传感器物理屏蔽与数字算法协同为电雷管安全监测、工业设备电流计量提供了低成本、高可靠性的技术路径,与广泛应用前景。

来源：2025年第6期

《仪器仪表学报》期刊编辑部

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