厦门磁通门电流传感器设计标准

设计的交直流电流检测器，激磁绕组W1匝数N1为175匝，稳压后激磁方波电压为±5V，根据式（4－3）及表4－2中铁芯参数可计算交直流电流检测器激磁频率为129Hz，满足检测带宽要求。采样电阻RS1的稳定性及精度直接影响零磁通交直流检测器测量结果的准确度，而且采样电阻阻值也直接影响零磁通交直流检测器的线性度。当RS1取值较大时，零磁通交直流检测器的灵敏度增大，而激磁电流峰值Im必然会减小，铁芯进入饱和状态的程度减弱，终将降低零磁通交直流检测器的线性度。而RS1取值较小时，激磁电流峰值Im必然会增大，则对选用的比较放大器U1其带载能力提出更高要求，且此时激磁电流增大，则基于电磁感应原理激磁绕组对反馈绕组的影响增大，终在终端测量电阻RM上产生感应噪声也越大。综上考虑，本文选择精度为0.1%、温度系数小于100ppm/℃的贴片电阻可满足要求。当磁芯处于非饱和状态时，磁导率近似为一个不变的常数。厦门磁通门电流传感器设计标准

磁通门电流传感器是一种基于磁调制原理的高精度电流传感器，具有以下优点： 高精度测量：磁通门电流传感器能够准确测量直流、交流和脉冲等复杂信号的电流值，测量范围宽，精度高，过载能力强。 快速响应：磁通门电流传感器具有快速的响应时间，能够及时响应并测量电流的变化。 宽电流测量范围：磁通门电流传感器的测量范围较宽，可以适应不同电流值的测量需求。 抗干扰能力强：磁通门电流传感器具有抗电磁干扰的能力，能够在复杂的环境中稳定工作。 线性好：磁通门电流传感器的输出信号与输入电流成线性关系，方便进行信号处理和计算。武汉零磁通电流传感器单价交流比较仪和直流比较仪均不适宜直接用于交直流电流测量.。

基于自激振荡磁通门技术和传统电流比较仪结构，通过改 进铁芯结构及信号解调电路， 构建了闭环零磁通交直流电流测量方案，研制了新型交直 流电流传感器样机。样机总体包括两个铁芯三个绕组， 其中改进结构的自激振荡磁通门 传感器作为新型交直流电流传感器的零磁通检测器， 检测一二次电流磁势之差，构成了 新型交直流电流传感器的电流检测模块，除此之外还包括信号处理模块， 误差控制模块 及电流反馈模块。环形铁芯 C1 及 C2 为传感器磁性器件，两者磁性材料参数一 致， 几何尺寸完全一致， 均选取高磁导率、低矫顽力、高磁饱和感应强度的非线性铁磁 材料。

G1为基于双铁芯结构的交直流零磁通检测器的传递函数，G2为PI比例积分放大电路的传递函数，G3为PA功率放大电路的传递函数，G4为电流反馈模块的传递函数，G5为感应纹波噪声传递函数，NF为负反馈环节传递函数。根据图3－3，由自动控制系统相关理论，可得反馈绕组中反馈电流IF与一次绕组中一次电流IP之间的传递函数为：IS(s)IP(s)NPG1G2G3G4+NPG4G51+NFG1G2G3G4（3－12）交直流零磁通检测器输入信号为一次绕组WP与反馈绕组WF在铁芯C1及C2中的磁势之差，终输出信号为合成电压信号VR12。根据上述关系，可推导交直流直流零磁通检测器的传递函数G1为：G1=SD==-（3－13）式（3－13）与自激振荡磁通门传感器灵敏度SD公式（2-48）一致。G2的传递函数常通过比例环节及积分环节的特征参数表示：(1)G2=-KPI|1+|（3－14）（jwτ1)通过测量电流，可以了解电力系统的负载情况、传输效率以及是否存在短路或过载等问题。

分流器：分流器是一种电阻型电流传感器，它通过将待测电流分流一部分来测量电流。分流器具有测量范围广、精度高、响应时间快等优点，适用于测量直流和脉冲电流。但是，分流器不适用于测量交流电流和变频电流。 巨磁阻效应（GMR）和巨磁阻抗效应（GMI）：这些是新型的磁电阻效应，具有很高的灵敏度和线性度。它们通常用于测量微弱磁场和电流，如磁通门和电流传感器的应用。 隧道效应：隧道效应是一种物理现象，当电子通过绝缘层时，会以一定的概率穿透绝缘层并传导电流。隧道电流传感器利用这个效应来测量电流。它们具有很高的灵敏度和线性度，适用于低电压、小电流的测量。通过测量电流，可以了解电路中的能量消耗、电阻、电容和电感等参数。高稳定性电流传感器单价

在磁通门传感器的设计中，通常会采用一个激励磁场，这个磁场会持续振荡，从而可以等效为消磁磁场。厦门磁通门电流传感器设计标准

巨磁阻（GMR）效应在微小磁场测量领域实现了创新性的改变，尤其在利用涡流传感器进行无损检测方面取得了很大的进展。巨磁阻传感器具有低功耗、尺寸小、高灵敏度以及频率与灵敏度的不相关性等特点；同霍尔传感器相同，巨磁阻芯片是传感器的主要组成部分，一般也容易受到环境中磁场的干扰，不适用于电磁环境复杂的环境，对复杂波形电流也不能做出准确的检测。磁通门传感器(Fluxgatecurrentsensor)，一开始主要用于弱磁场的检测，比如地磁场检测、铁矿石检测、位移检测和管道泄漏检测等方面。随着这种技术的发展，磁通-2-门传感器广泛应用于太空探测和地质勘探中。磁通门电流传感器的结构类似霍尔电流传感器，是基于检测磁路的饱和特性而设计的。磁通门电流传感器采用高磁导率的磁芯，通过磁芯的交替饱和，产生的感应电压和被测电流之间存在着一定的数量关系，从而可以得到被测电流。它实际上检测磁场的变化，通过磁与电的联系来得到被测电流。近几年，随着软磁材料的发展和电子元器件的革新，磁通门电流传感器的性能不断提高，其应用范围不断扩大，受到越来越多的关注。厦门磁通门电流传感器设计标准