辽宁莱姆电流传感器案例

磁通门传感器是一种根据电磁感应现象加以改造的变压器式的器件，只是它的变压器效应是用于对外界被测磁场进行调制。它的基本原理可以由法拉第电磁感应定律进行解释。磁通门传感器是采用某些高导磁率，低矫顽力的软磁材料（例如坡莫合金）作为磁芯，磁芯上缠绕有激励线圈和感应线圈。在激励线圈中通入交变电流，则在其产生的激励磁场的作用下，感应线圈中产生由外界环境磁场调制而成的感应电势。该电势包含了激励信号频率的各个偶次谐波分量，通过后续的各种传感器信号处理电路，利用谐波法对感应电势进行检测处理，使得该电势与外界被测磁场成正比。又因为磁通门传感器的磁芯只有工作在饱和状态下才能获得较大的信号，所以该传感器又称为磁饱和传感器。与磁通门相关的技术问世于20世纪30年代初期，首先在1931年，Thomas申请了关于磁通门的一项知识产权，接着，有关科学家们根据与磁现象相关的各种大量的实验，总结并提出磁通门技术的工作原理，且当时的实验精度达到了纳特（nT）级别。随后各国的科学家们对与磁通门相关的技术做了进一步的实验和探讨研究，从而证实了磁通门技术的实用性和可发展性，在随后的几十年里，利用该技术制造的各种仪器得到了不断的改进和完善。由于霍尔效应传感器的输出信号与被测电流成正比，因此它可以用于测量直流或交流电流。辽宁莱姆电流传感器案例

根据自激振荡磁通门传感器线性度设计原则设计饱和阈值电流 Ith，激磁电流峰值 Im 以满足 Im>>Ith 。其中零磁通交直流检测器由比较放大器 U1 供电，因此需要考虑比较放 大器 U1 的带载能力及 U1 的各项性能参数对自激振荡磁通门传感器测量精度的影响。选 择高精密运算放大器 OP27G，为双电源供电，供电电压大为±15 V，带 100  欧负载 下，输出电流可达 40 mA，属于大电流输出型运算放大器。同时 OP27G 运算放大器具 有频带宽，噪声小的特点，其输入失调电流小于 35 nA，单位增益带宽积为 8 MHz，当 测量低于 10 Hz 的低频信号，其电路噪声峰值小于 80 nVp-p。广州电流传感器型号在电力系统中，磁通门电流传感器可以用于测量电网中的交流电流，以监控电力系统的运行状态和电力质量。

直流特性测试实验参考《测量用电流互感器检定规程》，依据图 5－1 所示实验方案 进行新型交直流传感器直流性能测试[62]。直流特性测试过程中，由于直流电流源输出直流电流为 10 A，因此采用等安匝方法施加直流电流。实验时， 升流器输出交流为 0 ， 一次交流回路断开，且受传感器内径尺寸及直流绕组匝数限制， 直流电流测量上限只是为 300A ，在 0~300A 直流电流范围内。横坐标为等效一次标准直流值大小，纵坐标为 0~300A 范围内新型交直流 电流传感器直流比例误差。其中红色曲线为 0.05 级直流电流互感器比例误差限值曲线， 黑色曲线为正行程直流比例误差曲线， 蓝色曲线为反行程直流比例误差曲线。

特别地，在t3时刻为自激振荡正半周期的结束时刻，此时电路正向充电过程结束，电路输出激磁电压即将发生跃变，激磁电流达到大正向充电电流值I+m，即iex(t3)满足：iex(t3)=I+m=Im（2－15）根据初始条件iex(t2)及终止条件iex(t3)可以求得时间间隔t3-t2为：t3-t2=τ1ln（2－16）同理，根据一阶线性微分方程的初始条件及终止条件可以得到负半周波内激磁电流方程，通过终止条件可反向计算出相应的时间间隔表达式，如图2－4中所示，在t3～t4期间，激磁电流iex表示为：t-t3t-t3iex(t)=-IC(1-eτ1)+Imeτ1时间间隔t4-t3为：t4-t3=τ1ln在t4≤t≤t5期间，激磁电流iex表示为：-t-t4-t-t4iex(t)=-IC(1-eτ2)+（Ith+βIp1）eτ2时间间隔t5-t4为：t5-t4=τ2ln在t5≤t≤t6期间，激磁电流iex表示为：iex(t)=-IC(1-eτ1)+（-Ith+βIp1）eτ1时间间隔t6-t5为：t6-t5=τ1ln||（IC-Im)霍尔电流传感器的灵敏度可能会受到温度、磁场强度和机械应力的影响而发生变化。

无锡纳吉伏公司根据参数优化设计准则，进行了铁芯选型并设计了相应电流检测电路、信号解调电路、误差控制电路及电流反馈电路，用双铁芯三绕组研制出新型交直流电流传感器，相比同类产品的三铁芯四绕组，四铁芯六绕组等结构，成本极大降低，结构也得到简化。利用比例直流叠加法，提出了新型交直流电流传感器性能测试方案。进行了交流计量性能测试、直流计量性能测试以及交直流计量性能测试，测试结果表明，其电流测量误差均小于0.05级电流互感器误差限值。说明研制的交直流传感器解决了一二次融合下高精度交直流电流测量问题，且交流测量与直流测量互不干扰，可以单独作为高精度交流电流传感器，也可作为高精度直流电流传感器，同时亦可作为抗直流互感器和交直流电流传感器的检定标准。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。辽宁莱姆电流传感器案例

提出了基于自激振荡磁通门原理结合磁积分器原理的交直流电流检测方法。辽宁莱姆电流传感器案例

根据自激振荡磁通门传感器激磁频率约束条件fex>2f，当交直流电流传感器检测带宽为0–50Hz时，应设计自激振荡磁通门传感器激磁频率应大于100Hz。设计激磁频率时可根据式（2－42）计算激磁频率fex为：fex=Vout4BSN1SC（4－3）式（4－3）中激磁频率fex 与激磁绕组 W1 匝数 N1 均未确定，通过合理设计参数 N1 使得终激磁频率fex>100Hz 即可满足设计要求。然而激磁频率fex 并不是越大越好， 磁 性材料的涡流损耗与激磁频率fex 的平方成正比，因此当激磁频率fex 较大时，铁芯的涡 流损耗增大， 整体交直流电流传感器功耗增大， 且激磁方波电压一定时，激磁频率fex 越 大则激磁绕组 W1 匝数 N1 越小，而根据式（2－41），匝数 N1 越小则饱和电流阈值 Ith 越 大则铁芯不易进入饱和区工作， 此时所设计的零磁通交直流检测器线性度不高。而激磁  频率fex 过小时，激磁绕组 W1 匝数 N1 过大，此时所设计零磁通交直流检测器的灵敏度 将会降低， 因此在参数设计时需要在零磁通交直流检测器线性度与灵敏度之间有所侧重。辽宁莱姆电流传感器案例