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無錫納吉伏公司總結了直流分量對交流測量影響的相關研究現狀，說明了一二次融合背景下交直流電流測量的必要性；通過對電流比較儀的發展回顧，對現有磁調制原理的交直流電流測量方法進行總結，分析了交直流測量方法的關鍵技術及其制約瓶頸，為交直流電流傳感器的優化設計提供思路。對自激振蕩磁通門傳感器技術進行深入研究，闡明其電流測量基本原理和交直流電流測量的適應性；探究自激振蕩磁通門傳感器磁參數和幾何參數與傳感器線性度7和靈敏度之間的定量關系，為自激振蕩磁通門傳感器的鐵芯選擇、繞組設計及硬件電路初步設計奠定理論基礎。納吉伏研發的磁通門電流傳感器具有高靈敏度、低噪聲、寬頻響等優點。寧波低溫漂電流傳感器出廠價當閉環零...

G1為基于雙鐵芯結構的交直流零磁通檢測器的傳遞函數，G2為PI比例積分放大電路的傳遞函數，G3為PA功率放大電路的傳遞函數，G4為電流反饋模塊的傳遞函數，G5為感應紋波噪聲傳遞函數，NF為負反饋環節傳遞函數。根據圖3－3，由自動控制系統相關理論，可得反饋繞組中反饋電流IF與一次繞組中一次電流IP之間的傳遞函數為：IS(s)IP(s)NPG1G2G3G4+NPG4G51+NFG1G2G3G4（3－12）交直流零磁通檢測器輸入信號為一次繞組WP與反饋繞組WF在鐵芯C1及C2中的磁勢之差，終輸出信號為合成電壓信號VR12。根據上述關系，可推導交直流直流零磁通檢測器的傳遞函數G1為：G1=SD==-（...

提出自激振蕩磁通門傳感器用于交直流電流檢測， 其對直流檢測的 誤差在 0.2%以內。而傳統基于磁通門法的直流大 電流檢測裝置可以達到 0.05 級及以上測量精度， 因此已有方案顯然存在不足。（1）現有 自激振蕩磁通門法的研究均未深入探討自激振蕩磁通門傳感器作為交直流零磁通檢測 器情況下的準確度影響因素及改進措施，未構建傳感器一二次磁勢平衡過程中的誤差傳 遞函數模型。（2）現有的自激振蕩磁通門傳感器方案為多鐵芯多繞組結構， 一次電流含 有交流信號時， 激磁電流在各個繞組上產生的感應紋波電流信號均影響整個系統一二次 磁勢平衡及電流準確測量， 傳感器在鐵芯和繞組結構以及傳感器解調電路等方面需要改 進...

開關電源中需要檢測的電流既有直流電流，又有交流電流，在一些情況下會產生很大的脈沖電流，脈沖電流分量在電源系統中存在時間短，但是因為具有極大的峰值會對電源中的各個元器件造成不可修復的損害。為了有效的防止脈沖電流對開關電源系統造成的損害，必須有效快速的檢測脈沖電流。與此同時還需要對開關電源中正常工作時的交直流電流進行精確的測量，以保證對電源系統中的工作狀態的控制。實際的電源系統中，脈沖電流要比正常工作狀態下的交直流電流高出許多，甚至相差幾個數量級，一般的電流傳感器不能既保證對正常狀態下的交直流的測量精度，同時又可以快速精確的測量突發的脈沖電流，所以研究可以同時測量脈沖電流和正常工作電流的電流傳感器...

磁通門探頭的磁通變化由激勵電流以及初級被測電流的共同變化得出，引入了閉環結構，由于被測初級電流上的存在引起電感值變化，應用閉環原理進行檢測以及補償，補償電流Zs輸入到傳感器的次級線圈中，使得開口處場強為0,電感返回至一個參考值。初級電流和次級電流的關系就會由匝數比很明確的給出來。無錫納吉伏提出了一種緊湊式結構的磁通門傳感器，該結構減少了一個磁芯， 應用套環式雙磁芯，內部環形磁芯及纏繞在其上的反饋以及激勵線圈與初級線圈應用積分反饋式磁通門電流傳感器測量方式。外部環繞著反饋線圈的環形磁芯與初級線圈構成電流互感器用以測量高頻交流電。這一結構的提出進一步減小了測量探頭的體積及功耗。但是卻是以付出精確度...

直流分量直接影響電網中電力設備如電流互感器、變壓器等正常運行，國內外集中研究了直流分量產生的原因及其對電流互感器計量性能的影響，直流分量下交流測量新方法等。國外對于電網中直流分量對電力設備影響相關的研究較早，早期是美國教授J.G.Kappman等重點研究了中性點直接接地系統中地磁感應電流。研究發現在地磁暴感應準直流影響下，電磁式電流互感器二次側電流畸變，誤差明顯增大；當變比較大或負荷電流較小時，互感器受直流分量影響較小。功率分析儀是一種用于測量和分析電路的功率因數、效率、能耗等參數的儀器。溫州低溫漂電流傳感器哪家便宜傳統磁通門電流傳感器常用偶次諧波檢測法來檢測被測電流值。具體的數學模型以及測量...

磁通門傳感器是一種根據電磁感應現象加以改造的變壓器式的器件，只是它的變壓器效應是用于對外界被測磁場進行調制。它的基本原理可以由法拉第電磁感應定律進行解釋。磁通門傳感器是采用某些高導磁率，低矯頑力的軟磁材料（例如坡莫合金）作為磁芯，磁芯上纏繞有激勵線圈和感應線圈。在激勵線圈中通入交變電流，則在其產生的激勵磁場的作用下，感應線圈中產生由外界環境磁場調制而成的感應電勢。該電勢包含了激勵信號頻率的各個偶次諧波分量，通過后續的各種傳感器信號處理電路，利用諧波法對感應電勢進行檢測處理，使得該電勢與外界被測磁場成正比。又因為磁通門傳感器的磁芯只有工作在飽和狀態下才能獲得較大的信號，所以該傳感器又稱為磁飽和傳...

IC為穩態充電電流，即在理想情況下t=∞時刻，通過激磁電感中的穩態充電電流滿足IC=Vout/Rsum。τ1為鐵芯C1回路放放電時間常數，τ1=l/Rsum。在t1時刻，鐵芯C1工作點將由負向飽和區C進入線性區A，此時激磁電流iex降低至負向飽和閾值電流I-th1，其滿足Ip=-Ip1，I-th1=I-th-βIp。可得t1時刻激磁電流終值iex(t1)滿足：iex(t1)=一I-th1=一Ith+βIp1 其中β=Np/N1，βIp1可以將理解為，一次電流在鐵芯C1中產生的磁勢折算到激磁繞組W1側的磁勢大小。結合自激振蕩磁通門技術和電流比較儀結構，研制出三鐵芯三繞組的閉環零磁通交直流電流傳感...

Ve為合成電壓信號VR12經低通濾波后的誤差電壓信號。設計電路參數R1=R2，R4=R5。Q1為NPN型功率放大三極管，型號為TIP110，Q2為PNP型功率放大三極管，型號為TIP117。AB類功率放大輸出端串接反饋繞組WF及終端測量電阻RM形成反饋閉環。反饋繞組匝數NF直接影響新型交直流傳感器的比例系數，NF越大，交直流電流傳感器靈敏度越低，線性區量程也越大，另外PA功率放大電路的輸出電流能力也制約了反饋繞組匝數NF不能設計過小，但反饋繞組匝數NF過大，其漏感也越大，分布電容參數越大，系統磁性及容性誤差將會增大。因此需要綜合考慮靈敏度、功放帶載能力及量程等要求，所設計反饋繞組匝數NF=10...

假設初始狀態輸出電壓 VO 在 t=0 時刻 VO=VOH 。根據電阻分壓關系可得電路的正反 饋系數 ρ=R1/(R1+R2) ，且運放同相端電壓 V+=ρVOH 。此時運放反相端電壓 V-=V+=ρVOH, 在 0～t1 時刻，對非線性電感 L 進行正向充電，充電電流大小受到電阻分壓及采樣電阻 RS 限制，充電電流從 0 開始增大，最大值為 Im=ρVOH/RS。在 0～t1 期間，鐵芯 C1 工作點 始終在線性區 A，線性區激磁感抗 ZL 較大， 激磁電流 iex 緩慢增長到正向激磁電流閾值 Ith ，此時鐵芯 C1 工作點開始進入正向飽和區 B。基于低頻濾波的硬件解調方法，用以簡化軟件中...

（b）根據式（2－33）選取低磁飽和強度BS，降低鐵芯C1截面面積或增大激磁繞組匝數N1，可有效降低鐵芯C1激磁飽和電流閾值Ith，以便于滿足假設1、3中Ith<

其中一次繞組 WP 中流過一次電流為 IP ，匝數為 NP 。一次電流繞組穿過環形鐵芯 C1 及 C2 的中心，鐵芯 C1 上均勻繞制有匝數為 N1 的激磁繞組 W1 ，鐵芯 C2 上均勻繞制 有匝數為 N2 的激磁繞組 W2 。同時環形鐵芯 C1 及 C2 上同時均勻纏繞有匝數為 NF 的反 饋繞組 WF 。反饋繞組 WF 中串接終端測量電阻 RM 。其中新型交直流電流傳感器的電流 檢測模塊即零磁通交直流檢測器包括環形鐵芯C1 和C2、比較放大器U1、反向放大器U2 、 采樣電阻 RS1 、分壓電阻 R1 和 R2 。低通濾波器 LPF 及高通濾波器 HPF 構成新型交直流 電流傳感器...

比較各個鐵芯的矩形比及磁導率參數可知，鐵基納米晶不僅磁導率高、磁飽和強度大且矩形比高，可保證鐵芯飽和激磁電流閾值較小，易于進入正負交替飽和狀態，因此本文選擇了鐵基納米晶作為鐵芯材料。磁芯材料的尺寸取決于一次穿心導體的幾何尺寸，鐵芯形狀選擇為環形鐵芯形狀。經查閱相關資料，本文考慮配網用500A母排尺寸及傳感器纏繞各個繞組及加裝外殼尺寸后的內徑裕量，終設計環形鐵芯C1及C2內徑大小d：75mm，外徑大小D：85mm，縱向高度h：10mm。同時鐵芯截面面積SC及平均磁路長度le滿足下式：近年來，又出現一種新的巨磁阻抗效應傳感器。福建光學電流傳感器磁場的測量按照被檢測磁場的強弱可以分為弱磁場、強磁場和...

無錫納吉伏公司基于自激振蕩磁通門技術并結合傳統電流比較儀結構設計了新型交直流電流傳感器，介紹了其系統組成及工作原理。通過分析新型交直流傳感器的誤差來源，對傳統自激振蕩磁通門傳感器進行改進，提出了本文方案中基于雙鐵芯結構自激振蕩磁通門傳感器的交直流檢測器，同時也對解調電路進行了相關優化改進。并結合自動控制理論建立了新型交直流電流傳感器的交直流穩態誤差模型，明確了影響新型交直流傳感器穩態測量誤差的各項因素，為設計新型交直流傳感器提供理論依據及參考方向。依據上述理論研究，設計了高線性度與靈敏度的交直流電流檢測器，依據誤差抑制方法及優化設計原則對其信號處理電路、電流反饋電路、終端測量電阻和電磁屏蔽進行...

目前針對復雜電流波形的測量方法一般采用對被測電流的進行分段線性化處理。實際使用的電磁原理的電流傳感器主要有電流調制型和電壓調制型。在對復雜電流進行測量時，可以對復雜電流進行傅里葉分解，在保證精度的基礎上，忽略分解后的部分高次諧波，當電壓型調制的傳感器的激勵頻率遠大于保留下來的高次諧波的頻率，可以對被測復雜波形做分段線性化處理，然后可以測量復雜電流波形。電壓調制型電流傳感器不能對電流變化劇烈的復雜電流波形進行準確的測量。因為此時激勵電壓的頻率不容易做到遠遠的大于被測電流分解后的保留諧波的頻率。當被測電流的在極短的時間中變化的很大的值，即被測電流具有很高的高頻分量時，電壓調制型電流往往不能使用。另...

PCS是儲能系統中電池與電網之間的橋梁，通過監控與調度系統的調配，實施有效和安全的儲能和放電管理。在儲能模式下，PCS將電網的交流電轉變為直流電給電池組充電，而在并網發電模式下，PCS將電池的直流電轉變為交流電進行并網發電。因此，PCS需要具備以下特性： 可以雙向工作，既可工作在逆變模式，也可工作在整流模式； 正常工作時，電流波形呈現正弦波形，盡可能地不向電網注入直流分量以及低頻諧波； 有功功率和無功功率可以大范圍地調節。將一次電流中的直流和交流分量分通道單獨檢測研制了四鐵芯六繞組交直流電流比較儀。武漢粒子加速器電流傳感器廠家巨磁阻（GMR）效應在微小磁場測量領域實現了創新性的改變，尤其在利...

當一次電流 IP>0，即為正向直流偏置，其在鐵芯 C1 中產生恒定的增磁直流磁通， 鐵芯 C1 磁化曲線將向左發生平移， 使鐵芯 C1 進入正向飽和區的閾值電流變小。 且正向 飽和閾值電流滿足 I+th1=I+th-βIp，其中 β=NP/N1 為一次繞組 WP 匝數 NP 與激磁繞組 W1 匝 數 N1 之間的比值。此時新的振蕩過程將不同于原 IP=0 時自激振蕩過程， 由于正向飽和 閾值電流 I+th1 小于原正向激磁閾值電流 I+th ，導致正半周波自激振蕩過程將不會在原 t1 時刻進入飽和區， 而是略有提前， 即鐵芯 C1 工作點將提前進入正向飽和區 B；同時由于 正向直流磁通作用，...

磁通門傳感器是一種根據電磁感應現象加以改造的變壓器式的器件，只是它的變壓器效應是用于對外界被測磁場進行調制。它的基本原理可以由法拉第電磁感應定律進行解釋。磁通門傳感器是采用某些高導磁率，低矯頑力的軟磁材料（例如坡莫合金）作為磁芯，磁芯上纏繞有激勵線圈和感應線圈。在激勵線圈中通入交變電流，則在其產生的激勵磁場的作用下，感應線圈中產生由外界環境磁場調制而成的感應電勢。該電勢包含了激勵信號頻率的各個偶次諧波分量，通過后續的各種傳感器信號處理電路，利用諧波法對感應電勢進行檢測處理，使得該電勢與外界被測磁場成正比。又因為磁通門傳感器的磁芯只有工作在飽和狀態下才能獲得較大的信號，所以該傳感器又稱為磁飽和傳...

同理，雙鐵芯結構下，由于反饋繞組同時均勻繞制在兩環形鐵芯C1及C2上，可以對鐵芯C1，C2列寫磁勢方程可以得到：C1:NPIP+NFIF+N1Iex1=0C2:NPIP+NFIF+N2Iex2=0（3－5）（3－6）單獨看式(3－4)，與其式（3－5）及式（3－6），其結構相同，即單個鐵芯在閉環電流測量時，其磁勢方程一致，主要是因為鐵芯的磁勢方程與鐵芯上所纏繞的繞組及其通過的電流有關，但值得注意的是，通過觀察式（3－4）至式（3－6），對于兩種測量方案而言，單個鐵芯均無法完成一次電流磁勢NPIP與反饋電流磁勢NFIF相平衡，在單個鐵芯上總是存在激磁電流磁勢，這與傳統電流互感器一致，激磁電流就是...

傳統磁通門電流傳感器常用偶次諧波檢測法來檢測被測電流值。具體的數學模型以及測量均通過在環形磁芯上環繞激磁繞組和感應繞組來實現。根據法拉第電磁感應定律可知，感應繞組產生的感應電動勢。激勵磁場的瞬時值方向呈周期性變化，磁芯的磁導率隨激勵磁場的改變而變化，但是沒有正負之分。偶次諧波檢測法是磁通門傳感器檢測方法中比較直白，比較簡單也是比較原始的測量方法，這一方法原理簡單，易于理解。但是由于在提取偶次諧波過程中需要進行選頻放大、相敏整流以及積分環節，檢測電路復雜，精度較低，溫漂較大。對于工業應用來說，偶次諧波解調電路具有復雜性，同時受到磁材料的工業性能限制，使用這種傳感器費用較高。如果沒有對于鐵磁材料磁...

無錫納吉伏針對的電流測量場景主要是一二次融合背景下，交流電網中存在部分直流分量情景，其中直流分量高為半波電流時的直流占比，即很大占比為交流分量的1/π。無錫納吉伏設計的交直流電流傳感器主要性能參數如下：（1）變比：1000:1；（2）檢測帶寬：0-50Hz；（3）額定電流：交流500A，直流700A；（4）準確度要求：直流測量誤差滿足0.05級；交流測量誤差滿足0.05級。（5）應用場景：直流單獨測量，交流單獨測量，交直流同時測量。抗電磁干擾：由于磁通門傳感器是通過測量磁通量來間接測量電流的，因此它可以抵抗電磁干擾的影響。杭州LEM電流傳感器設計標準（1）交流電流對直流電流測量精度的影響測試交...

無錫納吉伏公司根據參數優化設計準則，進行了鐵芯選型并設計了相應電流檢測電路、信號解調電路、誤差控制電路及電流反饋電路，用雙鐵芯三繞組研制出新型交直流電流傳感器，相比同類產品的三鐵芯四繞組，四鐵芯六繞組等結構，成本極大降低，結構也得到簡化。利用比例直流疊加法，提出了新型交直流電流傳感器性能測試方案。進行了交流計量性能測試、直流計量性能測試以及交直流計量性能測試，測試結果表明，其電流測量誤差均小于0.05級電流互感器誤差限值。說明研制的交直流傳感器解決了一二次融合下高精度交直流電流測量問題，且交流測量與直流測量互不干擾，可以單獨作為高精度交流電流傳感器，也可作為高精度直流電流傳感器，同時亦可作為抗...

當一次電流 IP>0，即為正向直流偏置，其在鐵芯 C1 中產生恒定的增磁直流磁通， 鐵芯 C1 磁化曲線將向左發生平移， 使鐵芯 C1 進入正向飽和區的閾值電流變小。 且正向 飽和閾值電流滿足 I+th1=I+th-βIp，其中 β=NP/N1 為一次繞組 WP 匝數 NP 與激磁繞組 W1 匝 數 N1 之間的比值。此時新的振蕩過程將不同于原 IP=0 時自激振蕩過程， 由于正向飽和 閾值電流 I+th1 小于原正向激磁閾值電流 I+th ，導致正半周波自激振蕩過程將不會在原 t1 時刻進入飽和區， 而是略有提前， 即鐵芯 C1 工作點將提前進入正向飽和區 B；同時由于 正向直流磁通作用，...

t5時刻起鐵芯C1工作點進入負向飽和區C,此時激磁感抗ZL迅速變小，因此t5～t6期間，激磁電流iex迅速反向增大，當激磁電流iex達到反向充電電流-I-m=ρVOH/RS時，電路環路增益|ρAv|>>1滿足振蕩電路起振條件，方波激磁電壓發生反轉，輸出電壓由反向峰值電壓VOL變為正向峰值電壓VOH。即t6時刻，VO=VOH。t6時刻起鐵芯C1工作點由負向飽和區C開始向線性區A移動，在t6～t7期間，鐵芯C1仍工作于負向飽和區C，激磁感抗ZL變小，而輸出方波電壓變為正向此時加在非線性電感L上反向端電壓V-=-ρVOH，產生的充電電流為正向，與激磁電流iex方向相反，12因此非線性電感L開始正向充...

傳統的自激振蕩磁通門電路測量直流是通過測量采樣電阻上的電壓信號進行信號 采集， 其中有用信號為采樣電阻上電壓信號的平均值， 實際電路在測量直流時通過低通 濾波器 LPF 即可完成平均值電壓信號解調。然而當測量交直流信號時， 由于一次側電流 中有交流信號， 其在激磁繞組上產生的感應電流信號勢必會影響鐵芯激磁過程， 此時鐵 芯的激磁過程變得更為復雜， 非線性特征更為明顯， 使激磁電流中產生大量高頻的無用 諧波， 而低通濾波器 LPF 雖然結構簡單， 成本低，但是其濾波效果有限， 導致高頻諧波 濾波后仍有殘留， 其伴隨有用信號進入誤差控制模塊，將影響終測量結果的準確性。 因此，本文設計的新型交直流電...

自激振蕩磁通門傳感器其穩定性與采樣電阻 RS 穩定性密切相關。 影響采樣電阻 RS 穩定性的主要因素為阻值精度及溫度系數。因此需要選擇溫度系數較 小， 阻值精度高的采樣電阻。在滿足同樣額定功率情形下， 由于采樣電阻越大， 功耗越 大， 因此選擇阻值較小的采樣電阻有利于解決溫升導致的穩定性變差問題， 但傳感器整 體功耗會有所增加，因此需要選擇合適的采樣電阻阻值。自激振蕩磁通門傳感器靈敏度 SD 主要取決于一次繞組匝數 Np 及激磁繞組匝數 N1 之比及采樣電阻 RS 阻值大小。選擇較大阻值的采樣電阻可以提高 自激振蕩磁通門傳感器靈敏度 SD ，但為了提高自激振蕩磁通門傳感器的線性度及穩定 性，...

根據自激振蕩磁通門傳感器線性度設計原則設計飽和閾值電流 Ith，激磁電流峰值 Im 以滿足 Im>>Ith 。其中零磁通交直流檢測器由比較放大器 U1 供電，因此需要考慮比較放 大器 U1 的帶載能力及 U1 的各項性能參數對自激振蕩磁通門傳感器測量精度的影響。選 擇高精密運算放大器 OP27G，為雙電源供電，供電電壓大為±15 V，帶 100 歐負載 下，輸出電流可達 40 mA，屬于大電流輸出型運算放大器。同時 OP27G 運算放大器具 有頻帶寬，噪聲小的特點，其輸入失調電流小于 35 nA，單位增益帶寬積為 8 MHz，當 測量低于 10 Hz 的低頻信號，其電路噪聲峰值小于 80 n...

時間差型磁通門(Residence Time Difference Fluxgate RTD)原理的獲得來源于實驗：磁通門調峰法。調峰法實驗的具體過程如下：被測磁場通過磁通門軸向分量，這時磁通門信號的輸出便會發生一定的偏移。記錄下磁通門輸出信號在這一時刻的偏移位置，然后再將被測磁場移除。將通電線圈放置在與被測磁場相同的磁通門軸向方向上，從零增大通電線圈電流幅值直到使磁通門信號的輸出重新移動到剛才記錄的位置。通過通電電流的大小以及磁芯上線圈匝數，被測磁場的大小便可以計算出來。但是由于當時的頻率計值等數字化器件的發展程度不高，因此磁通門調峰法實驗只是作為一個實驗現象來研究而未做更深入的探討。激勵磁...

上世紀初，羅格夫斯基提出了一種可以用空心線圈測量磁場強度的方法，并且發表了論文：TheMeasurementofMagnetMotiveForce，這種線圈被命名為羅氏線圈。在后來的研究中，Cooper的人證明了可以用羅氏線圈來測量脈沖電流，為后來的應用奠定了基礎。初期因為羅氏線圈對電流測量的精度問題，人們對羅氏線圈并不重視，直到上世紀60年代科學家改進了羅氏線圈的結構，從而提高了對電流測量精度，羅氏線圈重新得到了重視。到上世紀80年代，羅氏線圈的研究越發成熟，基本上實現了系列化和產業化，它的應用也得到了進一步的推廣。羅氏線圈具有其獨特的結構，所以不需要考慮鐵芯所引起的問題，相比于傳統電磁式電...

已知交流工頻為f=50Hz，假設自激振蕩磁通門電路激磁電壓頻率fex>>f，且為50Hz的整數倍，即滿足fex=kf(k為整數)。設一次電流中交流分量為iac，直流分量為Id。此時可以將一次電流iP表示為為：iP(t)=iac(t)+Id（2－35）由于激磁電壓頻率遠大于一次交流頻率，因此可以將一次交流在每個極短的激磁電壓周期內，看作緩慢變化的直流信號。假設按照自激振蕩磁通門電路頻率fex將一次電流ip進行分段，共分為k段，并取每段取間的電流左端點值作為該段區間電流值，則在分段區間內可將一次電流ip表示為：iP(t)=iac(t1k)+Id,t1k