当一次侧存在直流分量时，传统交流电流互感器计量失准。当一次侧存在交流分量时，传统直流电流互感器铁芯激磁状态受到影响，终导致直流计量失准。已有方案中基于自激振荡磁通门技术的电流传感器，并未对交直流同时测量时交直流电流互感器性能进行测试[9,15]。目前也缺乏对交直流电流互感器校验的相关章程，因此试验时结合等44安匝方法，通过同时输入交流电流和直流电流、且直流分量占比可调的方式，测试交直流下新型交直流电流互感器直流测量性能、交流测量性能。抗电磁干扰：由于磁通门传感器是通过测量磁通量来间接测量电流的，因此它可以抵抗电磁干扰的影响。合肥化成分容电流传感器供应商通过对自激振荡磁通门传感器的起振原理及正反...

开关电源中需要检测的电流既有直流电流，又有交流电流，在一些情况下会产生很大的脉冲电流，脉冲电流分量在电源系统中存在时间短，但是因为具有极大的峰值会对电源中的各个元器件造成不可修复的损害。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电流和正常工作电流的电流传感器...

由自激振荡磁通门传感器交直流适应性分析可知，设计性能优异的自激振荡磁通门传感器，在激磁频率方面有所要求，本节将对铁磁材料参数及各个电路参数设计进行探讨。作为电流传感器，本节主要关注其检测带宽、量程、线性度、灵敏度及稳定度五个方面的特性并对其进行探究。（1）检测带宽WIP根据自激振荡磁通门传感器数学模型分析，其检测交流频率受到激磁电压频率fex限制，自激振荡磁通门传感器检测带宽WIP<fex/2。理论上激磁电压频率越大，检测带宽越大，对低频信号测量越准确。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。镇江大量程电流传感器电流的精密测量一直是工业生产制造和计量科学理论的重要...

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...

当激磁电压频率远大于被测工频交流电流频率即fex>>f 时， 每 个激磁电压周波内可以将被测交直流电流看作近似直流分量通过式（2－39）表示。该方 法类似于对低频交流分量， 通过高频的激磁电压进行调制。在每一个调制周期内， 自激 振荡磁通门法都可以将被测电流的量值大小及方向， 准确反映在激磁电流波形中。不同 于直流测量时通过分析单个激磁电压周期内激磁电流平均值即可获取正比于直流分量 大小的电压信号，当进行交流测量或交直流电流测量， 则需要分析大于或等于一个交流 信号周期的激磁电流信号获取交流及交直流测量结果。尽管分流器被设计为按照精确的比例分配电流，但实际应用中可能会存在一定的误差。佛山计量级...

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。当磁芯处于非饱和状态时...

式（3－3）表明新型交直流电流传感器灵敏度与终端测量电阻 RM 阻值成正比，与 反馈绕组匝数 NF 成反比。负号没有实际意义，表示输出与输入信号反相。同时，由于环形铁芯 C1 与环形铁芯 C2 工作在完全相反的激磁状态，采样电阻 RS2 上的交直流采样电压信号 VRS2 中的交直流电流信号理论上与 VRS1 幅值相同，而方向相 反。下一节将具体介绍反向激磁的环形铁芯 C2 在系统中的具体作用。新型交直流传感器是基于 PI 比例积分放大电路进行误差控制的，理论上比例积分 环节将会保证系统稳态误差为 0，而实际上闭环交直流传感器工作的电磁环境更为复杂， 在输入端除了一次绕组 WP 中交直流...

PCS是储能系统中电池与电网之间的桥梁，通过监控与调度系统的调配，实施有效和安全的储能和放电管理。在储能模式下，PCS将电网的交流电转变为直流电给电池组充电，而在并网发电模式下，PCS将电池的直流电转变为交流电进行并网发电。因此，PCS需要具备以下特性： 可以双向工作，既可工作在逆变模式，也可工作在整流模式； 正常工作时，电流波形呈现正弦波形，尽可能地不向电网注入直流分量以及低频谐波； 有功功率和无功功率可以大范围地调节。这种误差可能由多种因素引起，包括但不限于：温度变化、电气噪声、机械磨损以及制造过程中的不准确性。珠海高线性度电流传感器厂家霍尔效应是指当一个载流子（如电子或空穴）通过一段具...

为了简化运算，按照自激振荡磁通门电路， 激磁磁芯选取高磁导率、 低剩磁、低矫顽力的铁磁材料，铁芯 C1 磁化曲线模型选择三折线分段线性化函数模型 表示， 并忽略铁芯磁滞效应， 在线性区 A 的激磁电感为 L，在正向饱和区 B 及负向饱和 区 C 的激磁电感为 l，且满足 L>>l。假设零时刻时，激磁电流 iex 达到负向充电最大电流 I-m ，且零时刻激磁方波电压由 负向峰值 VOL 跃变为正向峰值 VOH。同时满足-VOL=VOH=Vout ，正负向激磁电流峰值仍然 满足 I+m=-I-m=Im=ρVOH/RS电流是物理学中的一个基本物理量，电流测量是电气测量中必不可少的一部分。杭州高线性...

霍尔(Hall)电流传感器可以检测很大的电流，精度可以达到0.5%~2%。但是霍尔元件是霍尔传感器的主要部分，一般霍尔元件的温度特性差，同时霍尔元件容易受到外界磁场的干扰，造成测量误差。所以霍尔传感器不适用于温度高，电磁环境复杂的条件下，它的使用范围受到了很大的限制。Rogowski线圈（罗氏线圈），具有测量电流范围大、精度高、无磁性饱和现象、体积小、高频化、易于实现数字化等诸多优点，应用场景很多。罗氏线圈一开始用于磁场测量，近年来多应用于高电压系统及大脉冲电流中的检测。光电组合式罗氏线圈电子式电流互感器的提出在传统型罗氏线圈的性能基础上得到了很大的提高。电流互感器（currenttransf...

（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：磁通门电流传感器确实具有...

假设1：Im<<IC，Ith<<IC，βIp<<IC，对ln函数进行化简，简化了TP与TN表达式。假设2：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，略去了τ1项时间，得到简化的激磁电压周期公式。假设3：βIp<<IC，略去了βIp项，终得到简化的线性模型。为了达到理想的激磁电流平均值与一次电流之间的线性关系，三条假设需要完全满足。因此为了更好地满足这些假设条件以提高自激振荡磁通门电路的线性度可以采取的措施有：（a）选取高磁导率μr，低矫顽力Hc，高磁饱和强度BS的磁芯材料作为铁芯，以保证铁芯C1磁化曲线的高度非线性，以满足假设2。电流传感器探头的参数不对称会增大探头的...

比较各个铁芯的矩形比及磁导率参数可知，铁基纳米晶不仅磁导率高、磁饱和强度大且矩形比高，可保证铁芯饱和激磁电流阈值较小，易于进入正负交替饱和状态，因此本文选择了铁基纳米晶作为铁芯材料。磁芯材料的尺寸取决于一次穿心导体的几何尺寸，铁芯形状选择为环形铁芯形状。经查阅相关资料，本文考虑配网用500A母排尺寸及传感器缠绕各个绕组及加装外壳尺寸后的内径裕量，终设计环形铁芯C1及C2内径大小d：75mm，外径大小D：85mm，纵向高度h：10mm。同时铁芯截面面积SC及平均磁路长度le满足下式：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。苏州纳吉伏电流传感器发展...

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...

4、电流互感器电流互感器（CurrentTransformer）广泛应用于交流检测，其带宽可达数十兆赫兹。电流互感器采用了高相对磁导率的磁芯材料，其优点是该测量技术是电气隔离的，且耗电少，不需要额外的驱动电路。但是电流互感器只能测量交流，使用的磁芯容易受到饱和的影响，而且成本比较高，体积也较大，容易受频率的限制，测量也会因此受限。无锡纳吉伏研发的⾼精度⼤量程磁通门式电流传感器系列产品，可测量直流和交流电流，具备优异的准确度、线性度、稳定性和⼯作带宽，⼴泛应⽤于电⽓传动、电⼒电⼦、轨道交通、新能源、家⽤电器、核磁共振等领域，测量精度可以达到1ppm、测量带宽可达到1MHz、量程可达到25kA、量...

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...

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 50A 直流下交流比差和角差误差曲线，黑色曲线为 20A 直流下交流比差和 角差误差曲线。 由 5－7 ，5－8 可知，在 20A 及 50A 直流分量下， 新型交直流电流传感 器比差角差无明显变化， 仍满足 0.05 级交流误差限值，所设计的新型交直流电流传感器 可完成不同直流分量下交流电流高精度测量。无锡纳吉伏研制的新型交直流电流传感器单独测量 0~600 A 交流分量、测量 0~300A 直流分量时，电流测量误差均小于 0.05 级电流互感器误差限值；在交直流同时 作用的情况下，交流分量对直流计量性能无明显影响...

t5时刻起铁芯C1工作点进入负向饱和区C,此时激磁感抗ZL迅速变小，因此t5～t6期间，激磁电流iex迅速反向增大，当激磁电流iex达到反向充电电流-I-m=ρVOH/RS时，电路环路增益|ρAv|>>1满足振荡电路起振条件，方波激磁电压发生反转，输出电压由反向峰值电压VOL变为正向峰值电压VOH。即t6时刻，VO=VOH。t6时刻起铁芯C1工作点由负向饱和区C开始向线性区A移动，在t6～t7期间，铁芯C1仍工作于负向饱和区C，激磁感抗ZL变小，而输出方波电压变为正向此时加在非线性电感L上反向端电压V-=-ρVOH，产生的充电电流为正向，与激磁电流iex方向相反，12因此非线性电感L开始正向充...

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...

新型交直流传感器的环节是零磁通交直流检测器，其线性度制约了整体闭环测量方案的精度。本文设计的零磁通交直流检测器如图3－1所示。其包括环形铁芯C1和C2，及激磁绕组W1，激磁绕组W2和分压电阻R1，R2。比较放大器U1，单位反向放大器U2，采样电阻RS1和RS2。首先确定磁芯尺寸及磁性材料选择，磁性材料各项参数直接影响到所设计零磁通交直流检测器的灵敏度，并对电路设计参数有所限制[57]。根据第2章分析可知，铁芯材料需要选择非线性程度高，即磁导率高，磁饱和强度高，矫顽力低的磁性材料。为工作在零磁通状态，电流传感器中加入次级线圈并且此线圈必须通入一个合适的电流以保证磁芯的零磁通状态。天津新能源电流传...

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...

近年来，随着精密电子电路的发展，在微弱电流测量领域，自激振荡磁通门技术得到了广泛应用，不同于传统磁调制器式磁通门传感器，其电路结构简单，不需外加激磁电源，供电部分直接取自电子电路。其灵敏度不受自激振荡频率限制，自身线性度可通过优化铁磁参数提高，然后结合传统电流比较仪结构，成为本文交直流电流精密测量的新方案。无锡纳吉伏公司基于高精度交直流电流测量方法的适应性及自激振荡磁通门技术理论研究，提出新型交直流电流检测方法，主要完成交直流电流的高精度测量方法研究及装置研制，致力于解决一二次融合背景下交直流电流计量失准的问题，同时通过设计合适铁磁参数及相关电路达到高精度交直流电流测量要求，为抗直流电流互感器...

然而，由于难以精确装配，且易受周围工作环境的影响，它能达到的比较好精度只有0.5%，不能满足日益增长的高精度需求。2、罗氏线圈(RogowskiCoil)罗氏线圈是基于法拉第电磁感应和安培环路定理来进行测量的。罗氏线圈是一个空心的环形线圈，当被测电流沿轴线通过罗氏线圈中心时，在环形绕组所包围的体积内产生相应变化的磁场，由于没有磁芯而具有较高的线性度、较宽的带宽、较好的电隔离性能以及较轻的重量等优点。在线圈内感应到的电压与电流的变化率成正比例关系，适用于瞬态电流的测量，尤其适用于高频大电流的测量。然而，在测量瞬态电流时，线圈的自感和寄生电容构成了谐振电路，为了增加谐振频率会降低匝数，但是匝数的降...

电流传感器是一种设备，它能够将电流信号转换为另一个可分析信号，这种设备在电力系统和电子设备中对电流的准确测量非常有用。市场上有许多不同类型的电流传感器，以满足不同测量技术和初级电流的不同波形、脉冲类型、隔离和电流强度等因素的需求。 一种常见的电流传感器是分流器。分流器本质上是一个具有已知电阻值的电阻器。当电流通过分流器时，会产生一个与该电流成正比的电压信号。这个原理是基于欧姆定律（V=R×I）。通过这种方式，我们可以准确地测量交流和直流电流。 另一种常用的电流传感器是霍尔效应电流传感器。这种传感器利用磁场来测量电流。为霍尔探头提供电源会在垂直于表面的方向上施加磁场，并产生与磁场强度成比例的...

导致正半周波自激振荡过程将不会在原时刻进入饱和区， 而是略有延后，即铁芯 C1 工作点将滞后进入正向饱和区 B；而在正向饱和区 B 及负向 饱和区 C 中，激磁电流峰值仍然满足 I+m=-I-m=Im=ρVOH/RS，且非线性电感时间常数未发 生变化， 因此铁芯 C1 饱和区自激振荡阶段， 激磁电流由 I+th1 正向增大至 I+m 的时间间隔 减小， 而激磁电流由 I-th1 负向增大至 I-m 的时间间隔增大。 由上述分析可知， 测量负向直 流时铁芯工作点的特征为：铁芯 C1 工作在正向饱和区 B 的时间小于于铁芯 C1 工作在负 向饱和区 C 的时间，使激磁电流 iex 波形上出现了正...

误差控制电路由PI环节构成，其直流开环增益越大越好，同时要求所选择运算放大器失调电压小，单位增益带宽大，选用OP27G高精密运放。误差控制电路输出直接连接PA功率放大电路，以驱动其输出反馈电流IF。常见的功率放大电路包括集成功率放大电路以及三极管等功率器件搭建的A类，B类，AB类，D类，H类功率放大电路[9,50]。在基于磁通门原理的直流电流测量的类似方案中，为了通过降低功率放大电路的功耗以改善整个系统的运行功耗，D类功率放大电路，H类功率放大电路常有出现，但该类功率放大电路输出纹波较大，因此对反馈电流中交直流测量带来误差。为了减小功率放大电路环节的输出纹波，本文选择了传统AB类功率放大电路，...

开关电源中需要检测的电流既有直流电流，又有交流电流，在一些情况下会产生很大的脉冲电流，脉冲电流分量在电源系统中存在时间短，但是因为具有极大的峰值会对电源中的各个元器件造成不可修复的损害。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电流和正常工作电流的电流传感器...

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...

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。激磁电流出现直流分量及偶次谐波这一特征，研制出基于单铁芯电压型磁调制式交直流电流传感器。镇江电池包电流传感器服务电话特别地，在t3时刻为自激振荡正半周期的结束时刻，...

标准磁通门电流传感器实际与闭环霍尔电流传感器结构相似，由相同带缝隙的磁 路和用来得到零磁通的次级线圈构成。霍尔电流传感器与磁通门电流传感器主要的区别在于气隙磁场检测方式的不同：前者是通过一个霍尔元件获得电压信息进而得到被测电流；后者则是通过一个所谓的饱和电感来测量电流的。饱和电感的电感数值依赖于磁芯的磁导率，磁通密度高的时候磁芯饱和，电感值较低。低磁通密度时，电感值则较高。外部磁场的变化影响磁芯的饱和水平，进而改变磁芯导磁系数，然后影响电感值。因此，当存在外界磁场时将会改变场测量的电感值。如果饱和电感设计充分，这种改变非常明显。磁通门电流传感器确实具有很强的抗干扰能力。这种抗干扰能力主要归功于...