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...

当一次电流IP为纯直流分量时，通过分析式（3－20）可知，此时jw=0，ZF=0时，可得新型交直流电流传感器的直流稳态误差εDC为：11+KPIN1RM(KPAN)FRS1(1+伪)式（3－21）为单独测量直流时的新型交直流传感器稳态误差传递函数模型。此时由于PI比例积分电路在直流测量情况下，时间常数趋近于0，理论上比例积分电路开环增益趋近于无穷大，因此直流测量误差趋近于0。然而实际当测量交直流电流时，PI比例积分电路的开环增益有限，因此仍需考虑其他参数设计。同时需要注意，在建立交直流电流传感器稳态误差模型时，对基于双铁芯结构自激振荡磁通门传感器的零磁通交直流检测器进行了线性化处理，因此保证零...

在光伏发电监测系统中使用磁通门电流传感器，可以对光伏发电站输出电流进行实时监测，及时发现光伏发电系统的故障节点，帮助工作人员对光伏阵列进行维护和检修。同时，磁通门电流传感器还可以用于光伏逆变器、UPS伺服控制等系统的电流信号采集和反馈控制。 无锡纳吉伏研发的高精度电流传感器是磁通门电流传感器的一种，可以与光伏发电监测系统配合使用，实现对光伏发电站输出电流的实时监测和管理，对光伏发电站的监控管理起着至关重要的作用。 磁通门电流传感器适用于动力电池电量监测和高精度电流监测等应用场合，如电动汽车电池管理系统。莱姆电流传感器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...

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...

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...

光学效应：光学效应是指光照射在物质上时，物质会吸收光能并转化为电能的现象。光学电流传感器利用光学效应来测量电流，具有无电磁干扰、非接触测量等优点。但是，它们通常需要复杂的信号处理和光学系统。 霍尔效应：霍尔效应是指当电流通过半导体时，会在垂直于电流的方向上产生一个横向电压。这个电压与通过半导体的电流成正比。霍尔电流传感器利用这个效应来测量电流，具有结构简单、测量范围广、精度高等优点。但是，它们通常需要稳定的电源和复杂的信号处理电路。它在高速电流测量、电力电子变换器监测、电机控制、电磁兼容性测试等领域有着很多的应用前景。金华闭环电流传感器厂家充电至t1时刻后，由于铁芯C1饱和，激磁感抗ZL迅速变...

在t1≤t≤t2期间，电路初始条件iex(t1)仍满足式（2－7），且此时铁芯C1工作在线性区A，激磁电感为L，铁芯C1回路电压满足：vex=VOH=Vout。此时回路电压方程为：Vout=iex(t)*Rsum+L根据式(2－7)、(2－9)，可得t1≤t≤t2内，激磁电流iex表达式为：t-t1iex(t)=IC(1-eτ1)-（Ith-βIp1)eτ2（2－9）（2－10）此阶段激磁电感由l变为L，因此铁芯C1回路放放电时间常数τ2满足τ2=L/Rsum。在t2时刻，铁芯C1激磁电流iex达到正向饱和阈值电流I+th1，其满足I+th1=I+th+βIp1，可得t2时刻激磁电流终值iex...

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。在新型磁通门电流传感器中，传感器探头是关键部件。兰州高精度电流传感器单价当闭环零磁通交直流电流测量系统正常运行时， 环形铁芯 C1 由比较...

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...

磁场的测量按照被检测磁场的强弱可以分为弱磁场、强磁场和甚强磁场，每一种强度的磁场测量方法和手段都所有不同，而弱磁场的测量水平往往表示着磁场测量的研究水平。弱磁场的测量在人们生活中也越来越重要，在医院、在实验室、在空间飞船等领域越来越受关注，弱磁场的测量水平对国家安防建设、国家发展有着重要的意义。随着科技的发展测量技术不断进步，向着高精度、高灵敏度、小型化发展。磁场的精确测量越来越重要，所涉及的领域也越来越广，很多适应需求的高灵敏度磁传感器相继问世。激磁电压频率大于一次交流频率，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。上海纳吉伏电流传感器厂家假设功率放大电路性能优越...

精确的电流检测是保证电源性能及其安全可靠运行的必要条件。目前多种电流检测的方法并存，一般可以分为隔离式和非隔离式两种。非隔离式主要是指分流电阻。电隔离式主要包括霍尔电流传感器（Hall-transducer），罗氏线圈（Rogowski Coil），电流互感器（Current transformer），磁通门传感器（Fluxgate current sensor），巨磁阻传感器（GMR current sensor）等。分流器适用于各种电流的测量，但是在大电流作用下发热严重，导致测量误差，若要满足测量精度，分流器的体积和成本就会增大，因此分流器多应用于允许误差范围较大的场合。通过测量电流，可以...

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。将一次电流中的直流和交流分量分通道单独检测研制了四铁芯六绕组...

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==-（...

充电至t1时刻后，由于铁芯C1饱和，激磁感抗ZL迅速变小，因此t1～t2期间，激磁电流iex迅速增大，当激磁电流iex达到充电电流Im=ρVOH/RS时，电路环路增益11ρAv>>1满足振荡电路起振条件，方波激磁电压发生反转，输出电压由正向峰值电压VOH变为反向峰值电压VOL，即t2时刻，VO=VOL。t2时刻起，铁芯C1工作点由正向饱和区B开始向线性区A移动。在t2～t3期间，铁芯C1仍工作于正向饱和区B，激磁感抗ZL小，而输出方波电压反向，此时加在非线性电感L上反相端电压V-=ρVOL，产生的充电电流反向，因此非线性电感L开始迅速放电，激磁电流iex开始降低，于t3时刻激磁电流iex降至正...

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。抗电磁...

磁芯的材料影响测量误差，不同的磁芯材料所能承受的环境温度不同。因此，磁芯材料与参数的选择至关重要。电流传感器有多种类型，如霍尔传感器、无磁芯电流传感器、高导磁非晶合金多谐振荡电流传感器、电子自旋共振电流传感器等。下面对磁芯材料的选取要求与各个参数的影响进行分析。（1）较高磁导率的软磁材料。磁导率反映缠绕绕组的磁芯在通入电流后的导磁能力；磁导率越高，导磁能力越好。为了提高磁通门传感器的灵敏度，需选择高磁导率磁芯。这是因为选择高磁导率磁芯使磁芯两端的电压幅值更大，从而对小电流更敏感。因此，尽可能的选择较高磁导率的软磁材料，这样在保证灵敏度的同时保证了磁芯探头的稳定性。（2）低磁滞伸缩性的磁芯材料。...

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...