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電流密度在線測量示意圖主要性能：測量內(nèi)阻<0.2電流測量范圍05mA(通過外分流可擴(kuò)展量程10105倍，至500A)測量分辨率0.01mA測針導(dǎo)電面積0.510mm2，可調(diào)電流密度測量范圍0.01100Adm2如所示，將電流傳感器(測量儀)輸入端正極與測量桿相連，測量桿測針導(dǎo)電部分緊貼著被測鍍件對應(yīng)測量部位，測量儀傳感器的負(fù)端與電鍍電源的陰極桿相接;當(dāng)測針直徑為0.8mm，導(dǎo)電部分長為4mm時(shí)，導(dǎo)電面積SC=10-3dm2。如鍍件電流密度為1.5Adm2時(shí)，測針流過電流IC=JkS=1.5Adm210-3dm2=1.5mA，測量電路內(nèi)阻r0=0.2，測量電路壓降VC=ICr0=1.5mA0.2=0.3mV，可以認(rèn)為測針與工件等電位。
當(dāng)測針通過電鍍電流為0.01mA(最小分辨值)時(shí)，對應(yīng)電流密度值：Jk=ICSC=10-2mA10-3dm2=10-5A10-3dm2=0.01Adm2當(dāng)測針面積為SC=0.5mm2(最小值)，通過電鍍電流為5mA時(shí)，對應(yīng)電流密度值：Jk=510-3A(0.510-4dm2)=100Adm21.3直流大電流測量在電鍍過程中，各鍍槽實(shí)際電鍍電流和槽內(nèi)各掛具的電流分布隨多種因素改變，檢測上述電流值是否符合工藝要求，并作出調(diào)整，也是人們關(guān)心需解決的問題。
一般情況下，大的直流電流測量都采用分流器配置電流表，在對應(yīng)線路獲取75mV直流分壓作為電流表測量信號。電鍍生產(chǎn)線鍍槽內(nèi)各掛具上鍍件在不同位置的電流分布是難以采用傳統(tǒng)的串接電流表及分流器方法來測量。
DMC1測量儀通過閉路抽頭方式配置對應(yīng)分流電阻可轉(zhuǎn)換為多量程電流測量儀，量程可擴(kuò)展為：0.05A、0.5A、5A;或5A、50A、500A.電流測量電路最大壓降為13mV，對被測電路或離子電流場的分布影響很小，可滿足在電鍍過程中各種電流測量需要。
下面介紹利用DMC1測量儀在電流傳輸線上，通過并接分流方式取得測量信號，并實(shí)現(xiàn)電流測量的方法。該方法可減少串接電流表時(shí)，對應(yīng)分流電阻、測量連接線、接頭產(chǎn)生的附加壓降。
如所示，已知電流傳輸線導(dǎo)體截面為S，電流I，在長為L的導(dǎo)線a1、b1兩端對應(yīng)電壓降為：VL=IR=(S)(LS)=(L)式中，為導(dǎo)線電流密度，Amm2;為導(dǎo)線電阻率，mm2m.當(dāng)導(dǎo)線最大電流Im=40A，S=20mm2，L=3cm，銅導(dǎo)線=0.0175mm2m時(shí)，m=40A20mm2=2Amm2VLm=2Amm20.0175mm2m0.03m=1.05mV.
將測量儀的外部測量線加長為5m，對應(yīng)測量總內(nèi)阻rz(包含測量儀內(nèi)阻r0和加長測量線增加電阻r)由0.20增至0.525，測量儀并接在導(dǎo)線a1、b1兩端的最大分流電流：ICm=VLmrz=1.05mV0.525=2mA同時(shí)得出電流分流比系數(shù)：Kf=ImICm=40A(210-3A)=2104當(dāng)并接在干線上a1、b1兩端的測量儀。通過電流為IC(t)時(shí)，干線對應(yīng)電流為：I(t)=KfIC(t)=2104IC(t)由于DMC1測量線與主電路導(dǎo)線都采用相同材料，處于同一溫度環(huán)境中，電阻溫度系數(shù)相同，因而溫度變化引起測量誤差很小。主線路引出端信號線采用焊接或銅導(dǎo)線絞接扭緊。引出端的焊接或接觸電阻如有變化，可以隨時(shí)校正分流比系數(shù)Kf，使電流測量誤差降至最小。
霍爾槽陰極板電流密度分布測量在霍爾槽(267mL)內(nèi)加250mL酸性鍍鎳液，陰極面積101mm75mm，厚1.5mm，背面絕緣，如所示。將測量儀測量線正輸入端與測量桿相接，負(fù)輸入端與陰極相接，并使測針導(dǎo)電部分緊靠鍍液中陰極，在鍍液中陰極水平中心線移動(dòng)，在各對應(yīng)測量點(diǎn)時(shí)，記錄測量儀對應(yīng)的電流值I(x)，并換算為對應(yīng)的電流密度值Jk(x)。測針直徑為0.8mm銅線或0.7mm鋼絲，導(dǎo)電面積為10mm2，當(dāng)測針測量電流為I=1mA時(shí)，Jk=IS=1mA10mm2=1Adm2根據(jù)文獻(xiàn)<4>有關(guān)公式：在霍爾槽陰極板上沿X長度方向的電流密度分布。
Jk=Im(5.1-5.24LgX)Im為陰極板總電流，當(dāng)Im分別為1A、0.4A時(shí)，相應(yīng)得到、2、3，霍爾槽陰極板上電流密度分布的計(jì)算值和實(shí)測值。
和中的DMC1測量儀實(shí)測數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)計(jì)算值對比后，發(fā)現(xiàn)實(shí)測值大多數(shù)都偏高。原因是測桿傳導(dǎo)線非電鍍部分有絕緣層，使測針在陰極板外偏出約1mm左右，所以會(huì)產(chǎn)生一定正偏差。
生產(chǎn)線鍍鋅過程總電流的測量堿性鋅酸鹽鍍鋅JK1.01.5Adm2，535。鍍鋅槽尺寸：3.3m0.7m1.2m，陽極板兩邊均勻放置，陰極鍍件在鍍鋅槽中間，陰極桿采用35mm青銅棒，最多均勻放置23只鍍件掛具，最大電鍍電流可達(dá)200A.
為鍍鋅過程中總電流與掛具各分電流測量示意圖。電鍍總電流ID可通過電源電流表A監(jiān)測。電鍍槽干線總電流及掛具電流測量測量儀外分流擴(kuò)展量程方法，如所示。首先在陰極桿電源負(fù)極連接處清洗凈表面，主電路電流分流測線采用1.35mm裸銅線雙圈緊繞后鉸接引出，間距為65mm.另外，在掛具液面線上方100mm位置處焊接電流分流測量引線，間距為20mm.
并接法測量信號引出方式下一步計(jì)算確定主電路電流分流比系數(shù)Kf，檢測測量中的穩(wěn)定性，如所示。將DMC1測量儀測量線A、B與陰極桿電流測量引線a1、b1連接，當(dāng)鍍鋅槽電流分別為高、中、低3種狀態(tài)時(shí)，分別記錄總電源電流表各讀數(shù)ID及測量儀數(shù)顯值IC，如所示。然后求出分流比系數(shù)Kf=IDIC。
當(dāng)該鍍槽電流表顯示不準(zhǔn)確時(shí)，可以利用測量儀外分流擴(kuò)展量程方法進(jìn)行測量。主電路電流分流比系數(shù)取平均數(shù)Kf=1.15105，在鍍鋅槽陰極桿電流分流引線處，通過測量儀測量IC，再計(jì)算鍍鋅槽電流：ID=KfIC鍍鋅槽的總電流變化與槽電壓、鍍件面積、鍍液導(dǎo)電性能、極板距離等因素有關(guān)，呈非線性關(guān)系。當(dāng)槽電壓不變，鍍件掛具減少12只，鍍件總面積減少4.3%8.7%，總電流減少3.26.3%，鍍鋅槽中掛具電流因位置不同發(fā)生不同變化。
鍍鋅槽掛具電流的測量在鍍鋅過程中，鍍槽陰極桿上總共配置23只掛具，均勻分布，一般電流表難以測量確定各掛具上鍍件的電流值，利用DMC1測量儀可解決鍍槽中掛具電流的測量問題。先計(jì)算電鍍掛具電路電流分流比系數(shù)Kf2。由于各掛具的電流估算小于15A，用數(shù)字表電流20A檔位，可校正掛具焊接型測量點(diǎn)的分流比系數(shù)Kf2。
根據(jù)測量現(xiàn)場距離，配置5m長分流測量線，使分流測量電路對應(yīng)測量總內(nèi)阻rz(包含測量儀內(nèi)阻r0)控制在0.8以下，并與掛具測量焊點(diǎn)引線牢固相接，如(b)所示。掛具主導(dǎo)線2.5mm4.5mm扁銅線與電流表A相接，根據(jù)主導(dǎo)線串聯(lián)電流表測量值I與并接測量儀所測量分流值IC，可得：Kf2=IIC=1.05104然后用該掛具配置面積SD=8.5dm2的鍍件。
分析與討論利用新的磁敏型低內(nèi)阻電流傳感器專利技術(shù)及其研制電流參數(shù)測量裝置，可在電鍍過程中測量鍍件表面微區(qū)域中的電流分布，利用并接法也可對干線直流大電流實(shí)現(xiàn)監(jiān)測。目前，該低內(nèi)阻電流傳感器及研制的電流測量儀在線測量誤差一般在3%5%左右，可實(shí)現(xiàn)對電鍍過程多種電流參數(shù)的在線測量。
如果測量線采用更低電阻的超導(dǎo)線，并同時(shí)降低焊點(diǎn)電阻及插件的連接電阻，測量電路的內(nèi)阻可以降至0.03以下，測量儀電流測量電路最大壓降小于0.2mV，這樣對被測的低電阻狀態(tài)的電路或電流場的分布影響更小。另外，改進(jìn)測量電路壓降，提高測量分辨率，使之達(dá)到A級。
