西安闭环电流传感器设计标准

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，适宜选取较小阻值的采样电阻。而从信噪比角度考虑， 采样电阻不宜取值太小。因 此在设计自激振荡磁通门传感器及终新型交直流传感器时需要对这些关键性能进行 取舍后，综合考虑以选择合适的电路参数。提出了基于自激振荡磁通门原理结合磁积分器原理的交直流电流检测方法。西安闭环电流传感器设计标准

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。襄阳电流传感器案例积分反馈式电流传感器主要基于激励线圈感应电流的积分值反馈控制次级电流值。

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)=τ1ln(1+2Im)+(τ2-τ1)ln(1+2Ith)（2-26）IC-ImIC-Ith+βIp1激磁电压信号Vex在一个周波内平均电压Vav表达式为：Vav=Vout=Vout

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。测量电流基本的原理是法拉第电磁感应原理，由此发展出电流互感器。而研究发现电流互感器正常工作时，需要励磁电流对主铁芯进行磁化，而铁芯磁化曲线具有非线性特征，因此励磁电流也表现出非线性特征。非线性励磁电流为电流互感器误差的根本原因。一开始基于电流互感器结构对交流精密测量提出改进措施的是南斯拉夫尼古拉特斯拉（Insititue Nikola Tesla）研究所，其结合指零仪提出交流比较仪结构，通过外加电流源对励磁电流进行补偿，使得一二次安匝平衡，然后完成电流互感器精度的提升，其研究成果用于电流互感器的计量性能测试。1950 年之后，加拿大学者 N.L.Kuster 等，通过对原有比较仪结 构参数进行优化，研制出了比例精度高于0.1ppm 的交流比较仪。随后1964 年，N.L.Kuster 和 W.J.M.Moore 在原有交流比较仪结构的基础上，将其与传统电磁式电流互 感器结构结合，提出了补偿式电流比较仪概念，所研制的宽量程补偿式交流比较仪在 5A 至1200A量程内，比例精度达到 5ppm。通过持续振荡的激励磁场，磁通门传感器有效地降低了被测导体中的磁滞效应。

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，铁芯 C1  进入负向饱和区需要额外的激磁电流以抵消正向直流产生 的的增磁直流磁通，使得铁芯 C1 进入负向饱和区 C 的阈值电流变大，负向饱和阈值电 流满足 I-th1=I-th-βIp。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。珠海高线性度电流传感器联系方式

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。西安闭环电流传感器设计标准

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。西安闭环电流传感器设计标准