芜湖高线性度电流传感器设计标准

无锡纳吉伏研制的新型交直流测量传感器包括电流检测、信号解调、误差控制、电流反馈等多个模块，可建立基于各模块的系统误差模型和误差传递函数，为各个模块参数优化设计及进一步减小系统稳态测量误差提供理论依据。首先对各模块进行数学建模，其中电流检测模块包含两个非线性环形铁芯，环形铁芯C1与C2始终工作在完全相反的激磁状态，而环形铁芯C1与C2材料参数一致，电路参数也保持一致，若从系统的观点将两个铁芯看做一个整体，当系统稳定时虽然单个铁芯的工作状态相反，但整体上看两者均工作在零磁通状态下，也就是说当系统达到稳态，此时虽然铁芯C1和C2分别都是非线性磁性元件，而整体上激磁磁通为0，整体可以看作工作在线性区的合成磁性元件C12。合成磁性元件的铁芯参数与原单个铁芯的磁性参数一致，即有效磁导率，磁饱和强度等参数相同，而几何参数中，合成铁芯C12截面面积为单个铁芯截面面积的2倍，有效磁路长度与单个铁芯有效磁路长度相同。同时，忽略磁滞损耗及涡流损耗，仍选取三折线模型对合成铁芯C12进行建模。通过对两个非线性环形铁芯的激磁过程分析并整体建模，可将非线性问题近似简化为线性问题，从而可以从线性系统的角度对系统模型进行分析。外部磁场的干扰就不会对测量结果产生明显的影响。因此，磁通门电流传感器的抗干扰能力得到了显著提高。芜湖高线性度电流传感器设计标准

考虑到光学电流测量方法目前仍对温度、振动等环境敏感，对光源要求苛刻，因此在当前的技术水平下，再提高其精度等级具有较大难度[54]。霍尔电流传感器通常需要在铁芯上开口，因此对铁芯加工工艺有一定要求，且开环霍尔电流传感器由于开口漏磁的影响，其精度一般不高；形成闭环可以获得较高的精度，但要实现高精度需要对传感器进行复杂的屏蔽设计，使得测量结构复杂，整机异常笨重，且霍尔传感器本身也对温度敏感，一般不适用于精密电流测量。分流器的原理极为简单，但分流器在交流电流下具有集肤效应，另外当通过电流较大时，分流器易产生温升而使其温度特性变差，此时多采用多个分流器并联的方法来扩大测量的范围，导致分流器的体积会过分庞大；再者，当应用于大交流电流中含有较小的直流分量时，受限于信噪比，难以完成小 直流分量的高精度测量。而传统的磁调制器法电流传感器具有强抗干扰能力，测量精度高，但其性价比不高，主要成本来自于外接交流激励源及复杂的解调电路，而自激振荡 磁通门传感器法也是基于磁调制原理，但其结构简单，不需外加交流激励源。深圳磁调制电流传感器价钱抗电磁干扰：由于磁通门传感器是通过测量磁通量来间接测量电流的，因此它可以抵抗电磁干扰的影响。

传统的自激振荡磁通门电路测量直流是通过测量采样电阻上的电压信号进行信号 采集， 其中有用信号为采样电阻上电压信号的平均值， 实际电路在测量直流时通过低通 滤波器 LPF 即可完成平均值电压信号解调。然而当测量交直流信号时， 由于一次侧电流 中有交流信号， 其在激磁绕组上产生的感应电流信号势必会影响铁芯激磁过程， 此时铁 芯的激磁过程变得更为复杂， 非线性特征更为明显， 使激磁电流中产生大量高频的无用 谐波， 而低通滤波器 LPF 虽然结构简单， 成本低，但是其滤波效果有限， 导致高频谐波 滤波后仍有残留， 其伴随有用信号进入误差控制模块，将影响终测量结果的准确性。 因此，本文设计的新型交直流电流传感器，通过低通滤波器 LPF 配合高通滤波器 HPF  对取自采样电阻 RS1 上的电压信号进一步处理，有效滤除其中的无用高频谐波信号，以 提高零磁通交直流检测器测量精度。

不同于传统电流比较仪的是，新型交直流电流传感器改进了铁芯结构及信号解调电 路， 增加了环形铁芯 C2 及对其进行激磁的是反向放大器 U2，其与环形铁芯 C1 及采样电 阻 RS1 构成反向激磁的自激振荡磁通门传感器，其作用是用于抵消激磁电压在其他绕组 中产生的电磁感应纹波电流，低通滤波器 LPF 及高通滤波器 HPF 的配合使用将对采样 信号的解调进行优化。设计的新型交直流电流传感器为闭环零磁通交直流电流测量系统。其中交直流 电流不平衡磁势检测由零磁通交直流检测器测量， 交流及直流不平衡磁势均在同一通道 完成信号解调及信号处理。传感器探头是一种测量电磁的敏感部件，其性能很大程度地影响测量结果，因此，探头的设计十分关键。

无锡纳吉伏公司基于自激振荡磁通门技术并结合传统电流比较仪结构设计了新型交直流电流传感器，介绍了其系统组成及工作原理。通过分析新型交直流传感器的误差来源，对传统自激振荡磁通门传感器进行改进，提出了本文方案中基于双铁芯结构自激振荡磁通门传感器的交直流检测器，同时也对解调电路进行了相关优化改进。并结合自动控制理论建立了新型交直流电流传感器的交直流稳态误差模型，明确了影响新型交直流传感器稳态测量误差的各项因素，为设计新型交直流传感器提供理论依据及参考方向。依据上述理论研究，设计了高线性度与灵敏度的交直流电流检测器，依据误差抑制方法及优化设计原则对其信号处理电路、电流反馈电路、终端测量电阻和电磁屏蔽进行相应设计。然后结合零磁通交直流检测器的优化设计，完成了高精度交直流电流传感器样机研制。在高速电力电子变换器、电机控制、电磁兼容性测试等领域，需要测量和监控高频电流。郑州测量级电流传感器价钱

被测磁场通过磁通门轴向分量，这时磁通门信号的输出便会发生一定的偏移。芜湖高线性度电流传感器设计标准

然而，由于难以精确装配，且易受周围工作环境的影响，它能达到的比较好精度只有0.5%，不能满足日益增长的高精度需求。2、罗氏线圈(RogowskiCoil)罗氏线圈是基于法拉第电磁感应和安培环路定理来进行测量的。罗氏线圈是一个空心的环形线圈，当被测电流沿轴线通过罗氏线圈中心时，在环形绕组所包围的体积内产生相应变化的磁场，由于没有磁芯而具有较高的线性度、较宽的带宽、较好的电隔离性能以及较轻的重量等优点。在线圈内感应到的电压与电流的变化率成正比例关系，适用于瞬态电流的测量，尤其适用于高频大电流的测量。然而，在测量瞬态电流时，线圈的自感和寄生电容构成了谐振电路，为了增加谐振频率会降低匝数，但是匝数的降低会导致传感器灵敏度的降低。芜湖高线性度电流传感器设计标准