探究了交直流电流测量方法的适应性并阐述自激振荡磁通门传感器适应 于交直流电流测量的独特优势。其次，通过对自激振荡磁通门电路起振过程的分析，并应用非线性铁芯的三折线模型及电路理论，分析了基于自激振荡磁通门传感器的交直流测量原理， 在此基础上探讨了交直流电流下自激振荡磁通门传感器测量的适应性，为设计新型交直流电流传感器奠定理论基础。后讨论了自激振荡磁通门传感器的关键特性：检测带宽、量程、线性度、灵敏度及稳定性等，为新型交直流电流传感器的设计提供理论依据。助电子式补偿电路检测励磁磁势并输出相应比例补偿励磁电流，采用该方法电子补偿式交流比较仪整机功耗降低。芜湖粒子加速器电流传感器定制为了降低直流分量...

为了降低直流分量对电能计量的影响及避免直流分量对交流电力设备造成损害，在 不影响交流测量精度的同时，能对直流分量进行监测，是智能配网对新一代电流测量设 备的新需求。中国电网公司在 2016 年 9 月，其运维检修部门组织编写了《10kV 一体化 柱上变电和配电一二次成套设备典型设计及检测规范》，提出适合我国配电网的一体化 配电成套设备的概念，而配网设备中一二次融合传感器技术是配网自动化设备的很重要的环 节之一，因此开展一二次融合下电流传感器技术研究迫在眉睫。在医疗领域中，电流测量可以用于监测患者的生理信号，如心电信号、脑电信号等，以协助医生进行诊断。杭州闭环电流传感器案例假设1：Im<<IC，...

输入端各个绕组与输出端 绕组之间会相互影响，其中在输出端产生的感应纹波电流将会直接影响终测量结果， 这是单铁芯式结构自激振荡磁通门传感器闭环交直流电流测量的误差来源之一。因此本 文设计的交直流传感器为了抑制上述电磁感应产生的噪声， 在原有自激振荡磁通门传感 器基础上增加环形铁芯 C2 ，激磁绕组 W2 及反相放大器 U2 构成双铁芯式自激振荡磁通 门传感器结构用于解决电磁感应噪声问题。通过对各个铁芯磁势平衡方程的分析， 本文的新结构双铁芯式自激振荡磁通门传感 器作为零磁通交直流检测器在新型交直流电流传感器中性能优于原单铁芯结构自激振 荡磁通门传感器。交流比较仪和直流比较仪均不适宜直接用于交直流...

假设初始状态输出电压 VO 在 t=0 时刻 VO=VOH 。根据电阻分压关系可得电路的正反 馈系数 ρ=R1/(R1+R2) ，且运放同相端电压 V+=ρVOH 。此时运放反相端电压 V-=V+=ρVOH, 在 0～t1 时刻，对非线性电感 L 进行正向充电，充电电流大小受到电阻分压及采样电阻 RS 限制，充电电流从 0 开始增大，最大值为 Im=ρVOH/RS。在 0～t1 期间，铁芯 C1 工作点 始终在线性区 A，线性区激磁感抗 ZL 较大， 激磁电流 iex 缓慢增长到正向激磁电流阈值 Ith ，此时铁芯 C1 工作点开始进入正向饱和区 B。这些参数对于了解电路的性能、进行故障诊断和...

谐波成分测试：逆变器产生的谐波可能会对电力系统产生负面影响，包括干扰设备正常运行和导致能源浪费。对谐波成分的测量可以帮助确保逆变器的性能符合标准。 总谐波失真测试：这是评估逆变器产生谐波的程度的一种方法，可以反映逆变器的质量。低总谐波失真意味着逆变器产生的谐波对电力系统的影响较小。 在进行这些测试时，需要使用高精度的大电流传感器和功率分析仪来获取准确的测量结果。例如，文中提到的无锡纳吉伏研发的10PPM高精度大电流传感器，可以解决大电流高精度的测试难题，保证测试的稳定性和准确性。这些设备的使用可以提高测试效率，降低成本，并确保光伏逆变器在出厂前达到高质量标准。电流测量是电气测量中的基本而重要的...

传感器技术作为21世纪世界争夺高科技技术的制高点的重要技术，同时也是现代信息技术的三大技术产业的支柱之一。电流传感器在电力电子技术控制和变换领域应用越来越广。电流传感器不论在新能源技术发展中的并网控制，对过剩能量存储以及再分配，还是在智能电网中的监测以及电能的分配转换等环节都起着极其重要的作用。电流的精确检测是高频电力电子应用系统可靠高效运行的基础。不同于传统电力系统中的电流检测，高频电力电子系统的电流检测存在很多特殊的情况。当无被测电流时，激励磁场周期性作用于磁芯上，磁芯的状态将周期性地双稳态势能函数的这两个稳态点之间。苏州电池包电流传感器案例无锡纳吉伏公司结合自激振荡磁通门技术与传统电流比...

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...

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...

提出自激振荡磁通门传感器用于交直流电流检测， 其对直流检测的 误差在 0.2%以内。而传统基于磁通门法的直流大 电流检测装置可以达到 0.05 级及以上测量精度， 因此已有方案显然存在不足。（1）现有 自激振荡磁通门法的研究均未深入探讨自激振荡磁通门传感器作为交直流零磁通检测 器情况下的准确度影响因素及改进措施，未构建传感器一二次磁势平衡过程中的误差传 递函数模型。（2）现有的自激振荡磁通门传感器方案为多铁芯多绕组结构， 一次电流含 有交流信号时， 激磁电流在各个绕组上产生的感应纹波电流信号均影响整个系统一二次 磁势平衡及电流准确测量， 传感器在铁芯和绕组结构以及传感器解调电路等方面需要改 进...

根据前述假设，Im<<IC且在线性区A激磁电感L远大于饱和区B、C激磁电感l，因此τ2>>τ1，因此式（2－31）进一步化简得：T=TP+TN=(IC一4Ith(I)th(β(IC)Ip(一)I(h)(τ2Ith(一)Ip1)（2－32）根据式（2－27）（2－30）（2－32）可求得激磁电压信号Vex在一个周波内平均电压Vav满足：Vav=Vout=ICβ一II(p1)thVout（2－33）根据前述假设Ith<<IC可进一步对式（2-33）分母进行化简，带入下列表达式IC=Vout/Rsum，β=Np/N1，iex=Vout/(RC+RS)及Rsum=RC+RS可进一步得激磁电流平均值ia...

传统电能计量领域对于电流的精密测量或电流传感器校验往往通过电流比较仪的方式实现。传统的交流比较仪通过增加励磁电流补偿模块，降低互感器正常工作下励磁电流的大小，使得主铁芯工作在微磁通或零磁通状态从而降低电流测量的比例误差和相位误差，然而传统的带铁芯交流比较仪在直流分量下会出现磁饱和问题，励磁电流补偿模块无法完成直流励磁的补偿，因此传统的交流比较仪方法无法完成交直流同时测量。传统的直流比较仪基于磁调制器原理，铁芯采用双铁芯差动式结构，通过外接激磁电源，调整合适的激磁电流及频率大小，在检测绕组端，通过检测二次谐波电压的大霍尔电流传感器在测量电流时可能会受到噪声的影响，例如热噪声、散粒噪声和闪烁噪声等...

无锡纳吉伏针对的电流测量场景主要是一二次融合背景下，交流电网中存在部分直流分量情景，其中直流分量高为半波电流时的直流占比，即很大占比为交流分量的1/π。无锡纳吉伏设计的交直流电流传感器主要性能参数如下：（1）变比：1000:1；（2）检测带宽：0-50Hz；（3）额定电流：交流500A，直流700A；（4）准确度要求：直流测量误差满足0.05级；交流测量误差满足0.05级。（5）应用场景：直流单独测量，交流单独测量，交直流同时测量。在科学研究领域，电流测量对于探索物质的电子行为、研究化学反应和生物过程等方面具有重要意义。合肥闭环电流传感器生产厂家自激振荡磁通门传感器其稳定性与采样电阻 RS 稳...

电流传感器的工作原理有多种，其中一种是通过分流器来工作的。分流器其实是一个具有已知欧姆值的电阻器。当电流通过分流器时，就会在分流器上产生一个电压，这个电压与通过的分流器的电流成正比。这就是欧姆定律的应用，即电压等于电阻乘以电流。利用这个原理，我们可以准确地测量交流和直流电流。 另外一种测量电流的方法是使用磁场。霍尔效应电流传感器就是利用磁场来测量电流的一种设备。当电流通过一个导体时，会产生一个垂直于导体表面的磁场，这个磁场会产生一个与磁场强度成比例的电压。这个电压可以使用安培定律来计算流过导体的电流量。 电流传感器的种类很多，有不同的测量技术，初级电流也会因波形、脉冲类型、隔离和电流强度等因素...

磁通门探头的磁通变化由激励电流以及初级被测电流的共同变化得出，引入了闭环结构，由于被测初级电流上的存在引起电感值变化，应用闭环原理进行检测以及补偿，补偿电流Zs输入到传感器的次级线圈中，使得开口处场强为0,电感返回至一个参考值。初级电流和次级电流的关系就会由匝数比很明确的给出来。无锡纳吉伏提出了一种紧凑式结构的磁通门传感器，该结构减少了一个磁芯， 应用套环式双磁芯，内部环形磁芯及缠绕在其上的反馈以及激励线圈与初级线圈应用积分反馈式磁通门电流传感器测量方式。外部环绕着反馈线圈的环形磁芯与初级线圈构成电流互感器用以测量高频交流电。这一结构的提出进一步减小了测量探头的体积及功耗。但是却是以付出精确度...

假设初始状态输出电压 VO 在 t=0 时刻 VO=VOH 。根据电阻分压关系可得电路的正反 馈系数 ρ=R1/(R1+R2) ，且运放同相端电压 V+=ρVOH 。此时运放反相端电压 V-=V+=ρVOH, 在 0～t1 时刻，对非线性电感 L 进行正向充电，充电电流大小受到电阻分压及采样电阻 RS 限制，充电电流从 0 开始增大，最大值为 Im=ρVOH/RS。在 0～t1 期间，铁芯 C1 工作点 始终在线性区 A，线性区激磁感抗 ZL 较大， 激磁电流 iex 缓慢增长到正向激磁电流阈值 Ith ，此时铁芯 C1 工作点开始进入正向饱和区 B。激磁电压频率大于一次交流频率，因此可以将一...

电流传感器在新能源汽车中的应用确实非常重要，它们帮助监测和管理多个系统，以确保车辆的安全和高效运行。以下是关于电流传感器在新能源汽车中应用的更多细节： 电池管理系统（BMS）：在新能源汽车中，电池的充电和放电过程都涉及到大电流的流动。电流传感器可以测量并反馈这些电流的变化，帮助BMS更精确地控制电池的充放电过程。此外，通过监测电流变化，BMS还可以判断电池的健康状态，预测电池的续航里程，并防止电池过充或过放。 电动机控制系统：在新能源汽车的电动机控制系统中，电流传感器的主要作用是测量电动机的工作电流。这有助于控制系统根据实时电流变化调整电动机的运行状态，实现更精确的速度和转矩控制。此外，通过...

零磁通交直流检测器的信号处理电路主要包括低通滤波器LPF及高通滤波器HPF以及环形铁芯C2及反相放大器U2及采样电阻RS2的相关设计。保证环形铁芯C1与环形铁芯C2的对称性以及激磁电流iex1与激磁电流iex2的对称性是系统达到零磁通闭环测量的重要条件，因此环形铁芯C2与环形铁芯C1磁性参数及几何参数完全相同，其上绕制激磁绕组W2匝数N2=N1。采样电阻RS2选取与采样电阻RS1同阻值、同型号电阻。反相放大器U2选择与比较放大器U1相同型号规格的运算放大器，但在电路上构成单位比例反相放大器，其输出端串接激磁绕组W2及采样电阻RS2。低通滤波器LPF及高通滤波器HPF的实现方法很多。常见的滤波器...

当一次电流 IP>0，即为正向直流偏置，其在铁芯 C1 中产生恒定的增磁直流磁通， 铁芯 C1 磁化曲线将向左发生平移， 使铁芯 C1 进入正向饱和区的阈值电流变小。 且正向 饱和阈值电流满足 I+th1=I+th-βIp，其中 β=NP/N1 为一次绕组 WP 匝数 NP 与激磁绕组 W1 匝 数 N1 之间的比值。此时新的振荡过程将不同于原 IP=0 时自激振荡过程， 由于正向饱和 阈值电流 I+th1 小于原正向激磁阈值电流 I+th ，导致正半周波自激振荡过程将不会在原 t1 时刻进入饱和区， 而是略有提前， 即铁芯 C1 工作点将提前进入正向饱和区 B；同时由于 正向直流磁通作用，...

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...

根据前述假设，Im<<IC且在线性区A激磁电感L远大于饱和区B、C激磁电感l，因此τ2>>τ1，因此式（2－31）进一步化简得：T=TP+TN=(IC一4Ith(I)th(β(IC)Ip(一)I(h)(τ2Ith(一)Ip1)（2－32）根据式（2－27）（2－30）（2－32）可求得激磁电压信号Vex在一个周波内平均电压Vav满足：Vav=Vout=ICβ一II(p1)thVout（2－33）根据前述假设Ith<<IC可进一步对式（2-33）分母进行化简，带入下列表达式IC=Vout/Rsum，β=Np/N1，iex=Vout/(RC+RS)及Rsum=RC+RS可进一步得激磁电流平均值ia...

无锡纳吉伏公司利用比例直流叠加法模拟一次交直流电流，设计了新型交直流电流传感器计量 性能测试方案。对所设计的新型交直流电流传感器进行了交流电流计量性能、直流电流 计量性能以及交直流同时测量时交直流计量性能试验， 试验结果表明， 所研制新型交直 流电流传感器交直流测量误差均小于 0.05 级电流互感器误差限值，说明新型交直流电 流传感器结构及理论正确。其成本低、 简单结构，与同类产品相比具有更高的性价比。 同时所研制的新型交直流电流传感器方案交流测量与直流测量互不干扰， 可应用于交流 测量领域， 直流测量领域， 交直流同时测量领域及抗直流互感器及较低精度交直流电流 传感器检定及校验领域。霍尔电...

提出自激振荡磁通门传感器用于交直流电流检测， 其对直流检测的 误差在 0.2%以内。而传统基于磁通门法的直流大 电流检测装置可以达到 0.05 级及以上测量精度， 因此已有方案显然存在不足。（1）现有 自激振荡磁通门法的研究均未深入探讨自激振荡磁通门传感器作为交直流零磁通检测 器情况下的准确度影响因素及改进措施，未构建传感器一二次磁势平衡过程中的误差传 递函数模型。（2）现有的自激振荡磁通门传感器方案为多铁芯多绕组结构， 一次电流含 有交流信号时， 激磁电流在各个绕组上产生的感应纹波电流信号均影响整个系统一二次 磁势平衡及电流准确测量， 传感器在铁芯和绕组结构以及传感器解调电路等方面需要改 进...

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...

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...

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...

通过对自激振荡磁通门传感器的起振原理及正反向直流测量时激磁电流变化过程进行详细的分析，自激振荡磁通门电路测量时具有如下特点：（1）自激振荡磁通门起振时需要满足大充电电流Im大于铁芯C1激磁电流阈值Ith，即满足Im>Ith。（2）铁芯C1工作在正负交替饱和的周期性状态。（3）当Ip=0时，采样电压VRs一个周波内平均值为0；当Ip>0时，采样电压VRs一个周波内平均值为负；当Ip<0时，采样电压VRs一个周波内平均值为正；由上述分析可知，采样电压的平均值大小反映了一次电流的量值大小和方向。接下来本文将对自激振荡磁通门的数学模型进行详细的推导，探究采样电压大小与一次电流的定量关系，探究交直流情况...

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...

磁通门技术原理：磁通门技术利用磁铁的磁场来控制电路中的电流，从而实现对信号的通断和幅度进行控制。 磁通门组成：磁通门由一块磁铁和一个电路组成。当磁铁被激励时，磁铁产生的磁场会与电路中的电流相互作用，使电流流动，信号通过；当磁铁不被激励时，磁场消失，电路中没有电流，信号被阻断。 磁通门功能：磁通门不仅能够控制信号的通断，还能够控制电路中的电流大小，从而实现对信号的幅度进行控制。 磁通门应用：磁通门是一种磁场测量元件，被广泛应用于电流测量中，具有较高的测量精度。 磁通门技术发展历史：磁通门技术起始于1928年。在1936年，Aschenbrenner和Goubau实现了0.3nT的分辨率。在第二次...

霍尔效应是指当一个载流子（如电子或空穴）通过一段具有电流的导电材料时，如果该导电材料处于一个垂直于电流方向的磁场中，会在该材料上产生一种电压差。这个电压差被称为霍尔电压，其大小与电流、磁场以及导电材料的特性有关。 基于霍尔效应的原理，可以制造霍尔元件，如霍尔传感器，用来测量磁场强度、电流等物理量。典型的霍尔传感器包括霍尔元件、放大器和输出接口等组件。当霍尔元件处于磁场中，载流子在材料内运动，受磁场力的作用，产生一侧电势高于另一侧的现象，形成霍尔电压。通过霍尔传感器的放大器，可以将微弱的霍尔电压放大成可测量的电压信号。输出接口可以将信号传递给测量仪器或控制系统进行进一步处理。 霍尔原理的优势...

无锡纳吉伏公司利用比例直流叠加法模拟一次交直流电流，设计了新型交直流电流传感器计量 性能测试方案。对所设计的新型交直流电流传感器进行了交流电流计量性能、直流电流 计量性能以及交直流同时测量时交直流计量性能试验， 试验结果表明， 所研制新型交直 流电流传感器交直流测量误差均小于 0.05 级电流互感器误差限值，说明新型交直流电 流传感器结构及理论正确。其成本低、 简单结构，与同类产品相比具有更高的性价比。 同时所研制的新型交直流电流传感器方案交流测量与直流测量互不干扰， 可应用于交流 测量领域， 直流测量领域， 交直流同时测量领域及抗直流互感器及较低精度交直流电流 传感器检定及校验领域。在磁通...