青岛高线性度电流传感器设计标准

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。这种滞后现象会导致铁磁性材料中的磁场难以迅速变化，从而对外部磁场的干扰产生抵抗力。青岛高线性度电流传感器设计标准

激磁电压信号Vex在一个周波内表达式为：(|Vout,0<t<TpVex=〈|l-Vout,Tp<t<Tp+TN其中TP=t3，在正向周波内，根据在线性区及各饱和区的时间间隔表达式（2－8）、（2－12）、（2－16）可以求得，正半波时间TP满足下式：TP=t1+(t2-t1)+(t3-t2)=τ1ln(1+2Im)+(τ2-τ1)ln(1+2Ith)（2－25）IC-ImIC-Ith-βIp1其中TN=t6-t3，在负向周波内，根据在线性区及各饱和区的时间间隔表达式（2－18）、（2－20）、（2－22）可以求得，负向周波时间TN满足下式：TN=t4-t3+(t5-t4)+(t6-t5)=τ1ln(1+2Im)+(τ2-τ1)ln(1+2Ith)（2-26）IC-ImIC-Ith+βIp1激磁电压信号Vex在一个周波内平均电压Vav表达式为：Vav=Vout=Vout合肥测量级电流传感器厂家现货自激振荡磁通门基本数学模型是平均电流模型。

此时通过设计合适的磁参数及电路参数，满足激磁绕组W1匝数N1与激磁绕组W2匝数N2相同，绕线材料一致，且激磁电压反相以保证激磁电流iex2幅值与激磁电流iex1一致而方向相反，即满足：N2=N1I=Iex2ex1将式（3－8）、（3－9）带入式（3－7）可得：NPIP+NFIF=0（3－8）（3－9）（3－10）根据式（3－10）可知，对于双铁芯式自激振荡磁通门传感器而言，在整体上可以达到零磁通的铁芯工作状态，从而消除了单铁芯式结构激磁绕组由于电磁感应原理对测量结果带来的影响，使得本文设计的交直流电流传感器达到更高的电流检测精度。

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。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。

IP<0 时激磁电压波形 Vex 及激磁电流波形，图中红色曲线 为 IP=0 时激磁电流波形。为方便下一节对自激振荡磁通门传感器建模，将零点选择为激磁电流达到反向充电电流 I-m 时刻，此时激磁电压恰好发生翻转。当一次电流 IP<0，即为负向直流偏置，其在铁芯 C1  中产生恒定的去磁直流磁通，  铁芯 C1 磁化曲线将向右发生平移使铁芯 C1 进入负向饱和区的阈值电流变小。 且负向饱 和阈值电流满足 I-th1=I-th-βIp，此时新的振荡过程将不同于原 IP=0 时自激振荡过程，由于 负向饱和阈值电流 I-th1 小于原负向激磁阈值电流 I-th，从而导致负半周波自激振荡过程将 不会在原时刻进入饱和区， 而是略有提前， 即铁芯 C1 工作点将提前进入负向饱和区 C； 同时，由于负向去磁直流磁通作用，铁芯 C1  进入正向饱和区需要额外的激磁电流以抵 消负向直流产生的的负向磁势， 使得铁芯 C1  进入正向饱和区的阈值电流变大，正向饱 和阈值电流满足 I+th1=I+th-βIp 。罗氏线圈传感器的输出信号与被测电流的平方成正比，因此它适用于测量中低成本的交流电流。珠海高精度电流传感器价格

磁通门电流传感器也可以用于测量直流电流，例如在电池充电和放电过程中，可以监测电池的电流和电量状态。青岛高线性度电流传感器设计标准

实际自激振荡磁通门传感器基于 RL自激振荡电路完成对被测电流信号的磁调制过 程，其中使用比较器电路正反馈模式配合非线性电感完成自激振荡过程。分析一次侧电流 IP 为 0 的初始情况下，自激振荡磁通门电路起振过程中铁芯工 作点及激磁电流变化情况。正常工作时方波激磁电压 Vex 波形及通过非线性电感 L 的激 磁电流 iex 波形如图 2－3 所示， RL 多谐振荡电路开环增益为 Av ，输出方波电压正向峰 值为 VOH ，反向峰值为 VOL 。假设正向激磁电流阈值 I+th ，反向激磁电流阈值 I-th ，且满 足 I+th=-I-th=Ith 。正向充电电流 I+m ，反向充电电流 I-m ，且满足 I+m=-I-m=Im。青岛高线性度电流传感器设计标准