（b）根据式（2－33）选取低磁饱和强度BS，降低铁芯C1截面面积或增大激磁绕组匝数N1，可有效降低铁芯C1激磁饱和电流阈值Ith，以便于满足假设1、3中Ith<<IC。（c）可增大激磁电压峰值Vout或降低采样电阻Rs的阻值，以提高铁芯回路稳态充电电流IC，便于满足假设1、3中Ith<<IC。（4）稳定性由式（2－34），（2－39）可知，激磁电流iex平均值与一次电流Ip之间的线性关系，且这种线性关系只是与一次绕组匝数Np及激磁绕组匝数N1有关。但是激磁电流信号较小，因此实际电路中取采样电阻RS上的电压信号作为终检测信号。采样电阻RS上一个周波内平均电压Vav满足：基于低频滤波的硬件解调方...

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 n...

国外关于直流分量对电力变压器影响研究颇多，直流分量的存在对于电力变压器铁芯的影响与电磁式电流互感器影响关注点略有不同，直流分量会导致电力变压器铁芯及其附近产生温升，同时在设备壳体监测到振动现象，均严重危害其正常运行。1989年，更是由于地磁感应直流导致电网变压器工作失衡，在加拿大魁北克地区造成电力系统失稳，随后出现电网崩溃。在直流分量对铁芯磁化程度对于电流互感器计量性能影响方面，捷克理工大学的 Karel Draxler 等人利用交直流电源作为信号源，通过罗氏线圈作为标准互感器输出标准信号，被测电磁式互感器输出作为被检信号，使用可变负载的电力电子模块作为被测互感器的负载，探究了直流分量大小以及...

对于交、直流电流信号检测，除了磁调制方法，还有基于欧姆定律的分流器法、基于电磁感应原理的罗氏线圈法、基于霍尔效应原理的霍尔电流传感器法以及基于磁光效应的光电电流传感器法等。这些测量方法理论上均可用于交直流电流的测量，但具有不同的特点。除了罗氏线圈电流传感器无法进行交直流同时测量，其他四种方法皆可测量交直流电流，但各有优缺点，因此各自的适用场合不同。光学电流传感器电流检测部分为无源结构，因此具有高可靠性特点，在电磁环境恶劣、测量安全性及可靠性要求较高场合使用，但受限于成本因素，在电网电流测量中在小部分场合使用。近年来，又出现一种新的巨磁阻抗效应传感器。青岛内阻测试仪电流传感器供应商假设初始状态输...

电压传感器是一种用于测量电压信号的设备，广泛应用于电力系统、工业自动化、电子设备等领域。它具有许多优势高线性度：电压传感器的输出与输入电压之间具有较高的线性关系，能够准确地反映被测电压信号的变化情况。良好的稳定性：电压传感器通常具有较好的长期稳定性，能够在长时间使用中保持较高的测量准确度，不易受外界环境因素的影响。安全可靠：电压传感器在设计和制造过程中通常考虑了安全性和可靠性要求，能够提供安全可靠的电压测量解决方案。磁通门电流传感器还具有响应速度快、抗干扰能力强、可靠性高等优点，适用于各种复杂的环境条件下使用。上海低温漂电流传感器哪家便宜IP<0 时激磁电压波形 Vex 及激磁电流波形，图中红...

常用的变流器控制策略有PQ控制、VF控制、下垂控制、虚拟同步机控制四种方式。这些控制策略可以实现对PCS的精确控制，以满足不同的应用需求。 无锡纳吉伏研发的CTC系列和CTD系列电流传感器是基于零磁通和磁调制原理的高精度电流传感器，为交流或直流检测提供了更加经济、精确的解决方案。这些传感器可以用于电机控制、负载检测和负载管理、电源和DC-DC转换器、光伏逆变器、UPS、过流保护和中低功率变频器电流检测等应用。这些应用领域都需要对电流进行精确测量和控制，无锡纳吉伏研发的电流传感器可以满足这些需求，为系统的稳定运行提供保障。从地域分布看，广东、江苏产业集聚效应明显，2022年新成立的储能相关企业...

自激振荡磁通门传感器其稳定性与采样电阻 RS 稳定性密切相关。 影响采样电阻 RS 稳定性的主要因素为阻值精度及温度系数。因此需要选择温度系数较 小， 阻值精度高的采样电阻。在满足同样额定功率情形下， 由于采样电阻越大， 功耗越 大， 因此选择阻值较小的采样电阻有利于解决温升导致的稳定性变差问题， 但传感器整 体功耗会有所增加，因此需要选择合适的采样电阻阻值。自激振荡磁通门传感器灵敏度 SD 主要取决于一次绕组匝数 Np 及激磁绕组匝数 N1 之比及采样电阻 RS 阻值大小。选择较大阻值的采样电阻可以提高 自激振荡磁通门传感器灵敏度 SD ，但为了提高自激振荡磁通门传感器的线性度及稳定 性，...

根据电流互感器检测相关规范及其章程，设计合理实验方案，对新型交直流电流传感器主要计量性能参数进行测试，主要测试项目包括：（1）交流计量性能测试；（2）直流计量性能测试；（3）交直流同时测量时交直流计量性能测试；为了构建一二次融合电流场景，实验时选择比例直流叠加法构建一次交直流电流，将交流分量和直流分量单独输出，试验原理框图如图5-1所示。图中，被检电流传感器TAX即为本文研制的高精度交直流电流传感器，交流电流由交流源和升流器产生，一次电流同时穿过被检电流传感器TAX和标准电流互感器TA0，直流电流由直流电源产生并通过等安匝绕在被检电流传感器TAX上。被检电流传感器TAX的输出在采样电阻上RM取...

电源系统中在一些情况下会产生很大的脉冲电流，脉冲电流的存在时间短，但是会对整个电源系统造成极大的损害。此时的电流的 波形的属于复杂的电流波形，同时电流波形变化剧烈。无锡纳吉伏公司针对这样的情况，设计了新型电流传感器。为了有效的防止脉冲电流对开关电源系统造成的损害，必须有效快速的检测脉冲电流。与此同时还需要对开关电源中正常工作时的交直流电流进行精确的测量，以保证对电源系统中的工作状态的控制。实际的电源系统中，脉冲电流要比正常工作状态下的交直流电流高出许多，甚至相差几个数量级，一般的电流传感器不能既保证对正常状态下的交直流的测量精度，同时又可以快速精确的测量突发的脉冲电流，所以研究可以同时测量脉冲...

因此测量交直流电流时，需要满足交流分量 峰值和直流分量恒定值叠加都依然满足式（2－46），当一次电流峰值超过量程则会导致 自激振荡磁通门工作状态发生紊乱， 非线性误差增大。同时由式（2－46）可知，扩大自激振荡磁通门传感器开环测量线性区域量程的方法 有：（a）增大激磁绕组匝数 N1 ;（b）增大稳态充电电流 IC；（c）降低铁芯 C1 饱和阈值电 流 Ith；根据自激振荡磁通门原理及其数学模型的相关假设可知， 为保证铁芯进入饱和区工 作， 大充电电流 Im 需要大于铁芯激磁饱和电流阈值 Ith ，即 Im>Ith 。且在满足一定约束 条件及假设下，终推导出基于分段线性磁化曲线模型的激磁电流 i...

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...

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...

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...

当一二次磁势平衡时，环形铁芯C1及C2磁势平衡方程满足：NPIP+NFIF=0（3－1）由式（3－1）可知，当系统达到平衡时，一次电流与反馈电流成比例，比例系数为NF/NP。即通过测量反馈绕组中的电流幅值大小即可对一次交直流电流幅值进行测量，反馈电流的相位与一次电流相位相反。实际新型交直流传感器通过测量串接在反馈绕组中的终端测量电阻RM上的终端测量电压信号VRM间接完成反馈电流测量，终端测量电压信号VRM与一次电流IP满足：I=IF=NNR（3－2）式（3－2）表明终端测量电压信号VRM与一次电流IP成比例，其中负号表示两者相位相反。同时根据式（3－2）可得新型交直流电流传感器的灵敏度SD1为...

已知交流工频为f=50Hz，假设自激振荡磁通门电路激磁电压频率fex>>f，且为50Hz的整数倍，即满足fex=kf(k为整数)。设一次电流中交流分量为iac，直流分量为Id。此时可以将一次电流iP表示为为：iP(t)=iac(t)+Id（2－35）由于激磁电压频率远大于一次交流频率，因此可以将一次交流在每个极短的激磁电压周期内，看作缓慢变化的直流信号。假设按照自激振荡磁通门电路频率fex将一次电流ip进行分段，共分为k段，并取每段取间的电流左端点值作为该段区间电流值，则在分段区间内可将一次电流ip表示为：iP(t)=iac(t1k)+Id,t1k<t<t2k其中每段区间时间间隔Δt为自激振荡...

当一二次磁势平衡时，环形铁芯C1及C2磁势平衡方程满足：NPIP+NFIF=0（3－1）由式（3－1）可知，当系统达到平衡时，一次电流与反馈电流成比例，比例系数为NF/NP。即通过测量反馈绕组中的电流幅值大小即可对一次交直流电流幅值进行测量，反馈电流的相位与一次电流相位相反。实际新型交直流传感器通过测量串接在反馈绕组中的终端测量电阻RM上的终端测量电压信号VRM间接完成反馈电流测量，终端测量电压信号VRM与一次电流IP满足：I=IF=NNR（3－2）式（3－2）表明终端测量电压信号VRM与一次电流IP成比例，其中负号表示两者相位相反。同时根据式（3－2）可得新型交直流电流传感器的灵敏度SD1为...

当测量交直流电流时，环形铁芯C1处于正向激磁状态，在采样电阻RS1上将产生正比于一次交直流电流的有用低频信号VL1，包括直流分量信号Vdc及工频交流信号Vfac，同时也会产生高频无用交流分量VH1。由于环形铁芯C2激磁状态与铁芯C1完全相反，因此在采样电阻RS2上可以检测到反向的低频信号VL2及反向的无用交流分量VH2。对于环形铁芯C2而言，其与环形铁芯C1反相端支路对称，而缺少正向端电路部分，因此环形铁芯C2在振荡过程中激磁电流的平均电流与一次侧交直流电流线性关系较差，低频信号VL2为无用低频信号。根据上述分析，可以得到合成信号VR12表达式如下：VR12=VR+VR=VL1+(VH1+VH...

配网用电流传感器多用于电能计量， 其主要性能指标为其交流计量误差[60, 61]。实验 时在全量程范围进行交流性能测试， 根据《测量用电流互感器检定规程》，所研制的 500 A 交直流电流传感器， 交流测试范围为 0~600 A，实验时直流电流源输出为 0 ，直流绕 组断开，通过调节升流器旋钮调节一次侧交流大小， 测试了正反行程 5%、20%、100% 、 120%额定电流下新型交直流传感器比差角差。红色曲线为 0.05 级交流电流互感器比差和角差误差限值曲线， 黄色曲线为反行程交流比差和角差误差曲线， 黑色曲线为正行程交流比差和角差误差曲 线。磁阻效应传感器是根据磁性材料的磁阻效应制成的。上...

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...

无锡纳吉伏公司基于铁磁材料的三折线分段线性化模型，对自激振荡磁通门传感器起振原理及数学模型进行推导，并探讨了其在直流测量及交直流检测的适应性，针对自激振荡磁通门传感器的各项性能指标，包括线性度、量程、灵敏度、带宽、稳定性等进行了较为深入的研究。（2）结合传统电流比较仪闭环结构，设计了基于双铁芯结构自激振荡磁通门传感器的新型交直流电流传感器，并对其解调电路进行相应改进。通过磁势平衡方程及相关电路理论，分析了改进结构及解调电路对传统单铁芯自激振荡磁通门传感器线性度的影响。并通过构建新型交直流电流传感器稳态误差数学模型，明确了交直流稳态误差与传感器电路设计参数及双铁芯结构零磁通交直流检测器之间的定性...

合理的磁屏 蔽设计可抑制外界电磁干扰， 并增强一次绕组与反馈绕组绕组之间的磁耦合程度， 以加 快新型交直流电流传感器系统对一二次不平衡磁势的响应速率。考虑到本电流传感器工作于线路时，外部除了磁场干扰，电场干扰作用明显，因此需要设计合适的电屏蔽，合理的电屏蔽可以有效改善新型交直流杂散电容，以降低外部环境杂散电压耦合的影响。设计电屏蔽盒时需要注意防止由涡流效应造成短路匝[51]，因此电屏蔽盒需要增加合适间隙或隔离盖。同时应注意零磁通交直流电流检测器的输出信号与电屏蔽外壳共地，电屏蔽对低频信号的屏蔽效果不佳，因此往往设计传感器屏蔽结构时电屏蔽与磁屏蔽配合使用效果较佳。被测磁场通过磁通门轴向分量，这时...

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 ，...

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...

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。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...

传统磁通门电流传感器常用偶次谐波检测法来检测被测电流值。具体的数学模型以及测量均通过在环形磁芯上环绕激磁绕组和感应绕组来实现。根据法拉第电磁感应定律可知，感应绕组产生的感应电动势。激励磁场的瞬时值方向呈周期性变化，磁芯的磁导率随激励磁场的改变而变化，但是没有正负之分。偶次谐波检测法是磁通门传感器检测方法中比较直白，比较简单也是比较原始的测量方法，这一方法原理简单，易于理解。但是由于在提取偶次谐波过程中需要进行选频放大、相敏整流以及积分环节，检测电路复杂，精度较低，温漂较大。对于工业应用来说，偶次谐波解调电路具有复杂性，同时受到磁材料的工业性能限制，使用这种传感器费用较高。磁通门电流传感器还可以...

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)=τ...

时间差型磁通门(Residence Time Difference Fluxgate RTD)原理的获得来源于实验：磁通门调峰法。调峰法实验的具体过程如下：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。记录下磁通门输出信号在这一时刻的偏移位置，然后再将被测磁场移除。将通电线圈放置在与被测磁场相同的磁通门轴向方向上，从零增大通电线圈电流幅值直到使磁通门信号的输出重新移动到刚才记录的位置。通过通电电流的大小以及磁芯上线圈匝数，被测磁场的大小便可以计算出来。但是由于当时的频率计值等数字化器件的发展程度不高，因此磁通门调峰法实验只是作为一个实验现象来研究而未做更深入的探讨。人们发...

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...

罗氏线圈：罗氏线圈是一种非侵入式电流传感器，由于其无磁饱和现象，具有很宽的测量范围。罗氏线圈通常用于测量交流、直流和瞬态电流，且适用于大电流、高电压以及复杂电流分布的情况。此外，罗氏线圈具有响应时间快、线性好、稳定性高、可测量高频电流等优点。 电流互感器：电流互感器是一种常见的电力设备，用于将高电压、大电流转换为低电压、小电流，以便于测量和保护。电流互感器通常用于电力系统中的电流测量和保护，具有测量范围广、精度高、稳定性好等优点。但是，电流互感器不适用于测量瞬态电流和变频电流。随着高频电力电子技术的不断发展及广泛应用，高频电力电子设备中可能会产生交直流复合的复杂电流波形。郑州高稳定性电流传感器...

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...