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...

新型能源、新型能源产品、先进设备的制造等新一代技术产业的发展都离不开电力电子技术的支持。电力电子技术是智能电网的助推器，以灵活交流输电(FACTS)技术、高压直流(HVDC) 输电技术、轻型高压直流输电技术、定制电力(custom power)技术和能量转换技术为特点的先进电力电子技术越来越多地应用于国家电网中。为了监测开关电源系统的运行情况，系统中往往需要电流传感器，根据具体检测线路的电流情况，设计选取适当的电流传感器是十分必要的。当磁芯处于非饱和状态时，磁导率近似为一个不变的常数。青岛LEM电流传感器案例Ve为合成电压信号VR12经低通滤波后的误差电压信号。设计电路参数R1=R2，R4=R...

铁芯 C1 的非线性是影响自激振荡磁通门电路正常运行的主要因素。在探究铁芯 C1 非线性特性时常用简易的三折线模型分析，三折线模型忽略了铁芯 C1 磁滞效应并对复 杂的磁化曲线进行分段线性化，铁芯 C1 磁化曲线及简化模型见图 2－2。图中主要参数 HC 为铁芯 C1 剩磁，H(ith)为铁芯 C1 磁导率由线性区即将进入非线性区发生突变时对应 激磁电流阈值 ith 下的磁场强度，H(is)为铁芯 C1 进入饱和区工作状态时对应饱和激磁电 流 is 下的磁场强度。铁芯 C1 的工作状态依据激磁电流大小被划分为负 向饱和区 C，线性区 A 及正向饱和区 B。温度变化和电气噪声可能是影响分流器精...

锂电池的短路保护：当电池发生短路时，电流传感器可以迅速响应并触发保护机制，切断电源电路，防止电池短路造成的损坏。 锂电池的过放保护：当电池电量过低时，电流传感器可以控制电池自动停止放电，防止电池过放损伤。 锂电池的容量检测：通过电流传感器可以实时监测电池的充放电电流和电压，结合电池的充放电效率，可以估算电池的容量，实现对电池的质量检测。 锂电池的自动分拣控制：电流传感器可以配合其他传感器和控制系统实现电池的自动分拣控制，根据电池的充放电状态、容量等参数将电池分为不同的等级或类型，提高生产效率和精度。 综上所述，电流传感器在动力电池化成分容设备上的应用多，对于保障锂电池的生产和质量具有重要的作用...

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。被测磁场通过磁通门轴向分量，这时磁通门信号...

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。基于全相位傅里叶变换的...

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。双棒型磁通门传感器，是由两个圆柱型磁芯与其上缠绕的线圈组成。珠海新能源电流传感器价钱电流精密测量研究一直以来都是计量领域的重点研究方向之一...

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...

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。纳吉伏研发的磁通门电流传感器具有高灵敏度、低噪声、宽频响等优点。...

高频电力电子装置无论是应用于工业矿产中的电动机车，在风机水泵的交流调速，还是新能源发电中的风电并网转换技术以及对多余能量的存储和使用等多个方面，都需要在复杂环境下对电流进行检测，因此对电流传感器的温度特性及精确度的要求较高。随着电力电子高频化的进一步发展，可以在高温环境下测量复杂电流波形的电流传感器的研制具有很大的价值和应用潜力。目前存在的电流检测技术和方法有很多，根据测量方法和方式的不同，电流传感器可分为非隔离式与电隔离式两种。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 tr...

（1）交流电流对直流电流测量精度的影响测试交流分量对直流测量的影响时，在交直流传感器上均匀绕制直流绕组，其匝数Nd=30，分别测试在25A交流和250A交流时，交直流电流传感器对于直流电流的测量误差。红色曲线为0.05级直流电流互感器比差限值曲线，黄色曲线为250A交流下直流误差曲线，黑色曲线为25A交流下直流误差曲线。由图5－6可知，在25A及250A交流分量下，直流测量仍满足0.05级直流误差限值。交流分量大小对新型交直流电流传感器直流测量误差无明显影响。因此，本文设计的新型交直流电流传感器可完成不同交流分量下直流电流高精度测量。（2）直流分量对交流电流测量精度的影响在实验过程中，受限于传...

一阶低通滤波器及高通滤波器的截止频率f0为：f0=采样电阻Rs2后接高通滤波器用于获取高于50Hz的反向激磁电流中无用高频分量。将高通滤波器HPF滤波后信号V’Rs2与采样电阻Rs1上电压信号叠加后合成电压信号VR12完成信号解调，VR12中有用低频信号为直流分量及工频50Hz交流，故低通滤波器LPF截止频率应大于50Hz，通过参数设计，实际LPF的截止频率设计为59Hz。设计HPF的截止频率为59Hz，以完成对采样电阻Rs2上的激磁电压信号的采样并通过HPF取出其反向无用高频分量。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。珠海电流传感器联系方式反...

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...

传统的电流互感器或交流比较仪，当一次电流为交直流混合电流时，一次电流中的 直流分量并不适用于电磁感应原理， 因此全部的直流分量用于铁芯励磁，致使铁芯进入 饱和区， 此时电流互感器二次侧电流出现畸变， 导致一二次安匝失去平衡，交流误差显 著增大。非线性铁芯材料在直流分量下均会产生磁饱和问题，为了实现交直流电流 测量， 需对一次电流中直流分量在铁芯中产生的直流磁势进行补偿， 平衡铁芯中直流磁 势使铁芯磁饱和问题得到解决， 此时交流比较仪部分可实现交流精密测量[38] 。因此，实 现交直流电流精密测量的关键就是构建一二次交直流磁势平衡，通过磁势闭环实现主铁 芯零磁通工作状态。而传统自激...

假设功率放大电路性能优越，在设计检测带宽内闭环增益大，输出纹波电流小，输出稳定。则G3可用其闭环增益KPA表示其传递函数为：G3=KPA（3－15）电流反馈模块输入信号为反馈绕组WF两端电压信号，即功率放大电路输出电压信号。其输出信号为流过终端测量电阻RM的反馈电流信号IF。根据上述关系，可推导电流反馈模块G4的传递函数为：G4==RM+ZF1RM+jwLFlcRMlc+jwμ0μeN2F(2Sc)（3－16）式（3－16）中，ZF为反馈绕组WF的复阻抗，忽略其电阻值，用反馈绕组的激磁感抗jwLF表示；根据激磁电感与磁路参数关系进一步对公式进行化简，式中lc为合成铁芯C12的平均磁路长度，μe...

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...

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...