t7時刻起鐵芯C1工作點回移至線性區A，非線性電感L仍繼續充電，此時激磁感抗ZL較大，激磁電流iex緩慢由I-th繼續增大，直至在t8時刻增大為0。t5～t8期間，構成了激磁電流iex的負半周波TN。至此0～t8期間構成了RL自激振蕩電路一個完整的周波，通過上述分析可知，在一個完整的振蕩周期內，激磁鐵芯C1工作點在線性區A、正向飽和區B及負向飽和區C之間，由A→B→A→C→A來回振蕩。就物理本質而言，磁通門傳感器正是利用磁性材料非線性的特點，完成了自激振蕩的起振過程[16]。這同時也表明，在使用自激振蕩磁通門傳感器時，需要滿足正負大充電電流Im大于鐵芯C1激磁電流閾值Ith的約束條件，即自激振...

式（3－3）表明新型交直流電流傳感器靈敏度與終端測量電阻 RM 阻值成正比，與 反饋繞組匝數 NF 成反比。負號沒有實際意義，表示輸出與輸入信號反相。同時，由于環形鐵芯 C1 與環形鐵芯 C2 工作在完全相反的激磁狀態，采樣電阻 RS2 上的交直流采樣電壓信號 VRS2 中的交直流電流信號理論上與 VRS1 幅值相同，而方向相 反。下一節將具體介紹反向激磁的環形鐵芯 C2 在系統中的具體作用。新型交直流傳感器是基于 PI 比例積分放大電路進行誤差控制的，理論上比例積分 環節將會保證系統穩態誤差為 0，而實際上閉環交直流傳感器工作的電磁環境更為復雜， 在輸入端除了一次繞組 WP 中交直流...

為了簡化運算，按照自激振蕩磁通門電路， 激磁磁芯選取高磁導率、 低剩磁、低矯頑力的鐵磁材料，鐵芯 C1 磁化曲線模型選擇三折線分段線性化函數模型 表示， 并忽略鐵芯磁滯效應， 在線性區 A 的激磁電感為 L，在正向飽和區 B 及負向飽和 區 C 的激磁電感為 l，且滿足 L>>l。假設零時刻時，激磁電流 iex 達到負向充電最大電流 I-m ，且零時刻激磁方波電壓由 負向峰值 VOL 躍變為正向峰值 VOH。同時滿足-VOL=VOH=Vout ，正負向激磁電流峰值仍然 滿足 I+m=-I-m=Im=ρVOH/RS2022年廣東省新型儲能產業營業收入約1500億元。嘉興低溫漂電流傳感器聯系方式...

電流精密測量研究一直以來都是計量領域的重點研究方向之一。測量電流基本的原理是法拉第電磁感應原理，由此發展出電流互感器。而研究發現電流互感器正常工作時，需要勵磁電流對主鐵芯進行磁化，而鐵芯磁化曲線具有非線性特征，因此勵磁電流也表現出非線性特征。非線性勵磁電流為電流互感器誤差的根本原因。一開始基于電流互感器結構對交流精密測量提出改進措施的是南斯拉夫尼古拉特斯拉（Insititue Nikola Tesla）研究所，其結合指零儀提出交流比較儀結構，通過外加電流源對勵磁電流進行補償，使得一二次安匝平衡，然后完成電流互感器精度的提升，其研究成果用于電流互感器的計量性能測試。1950 年之后，加拿大學者 ...

假設1：Im<>τ1，略去了τ1項時間，得到簡化的激磁電壓周期公式。假設3：βIp<

假設功率放大電路性能優越，在設計檢測帶寬內閉環增益大，輸出紋波電流小，輸出穩定。則G3可用其閉環增益KPA表示其傳遞函數為：G3=KPA（3－15）電流反饋模塊輸入信號為反饋繞組WF兩端電壓信號，即功率放大電路輸出電壓信號。其輸出信號為流過終端測量電阻RM的反饋電流信號IF。根據上述關系，可推導電流反饋模塊G4的傳遞函數為：G4==RM+ZF1RM+jwLFlcRMlc+jwμ0μeN2F(2Sc)（3－16）式（3－16）中，ZF為反饋繞組WF的復阻抗，忽略其電阻值，用反饋繞組的激磁感抗jwLF表示；根據激磁電感與磁路參數關系進一步對公式進行化簡，式中lc為合成鐵芯C12的平均磁路長度，μe...

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...

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，...

輸入端各個繞組與輸出端 繞組之間會相互影響，其中在輸出端產生的感應紋波電流將會直接影響終測量結果， 這是單鐵芯式結構自激振蕩磁通門傳感器閉環交直流電流測量的誤差來源之一。因此本 文設計的交直流傳感器為了抑制上述電磁感應產生的噪聲， 在原有自激振蕩磁通門傳感 器基礎上增加環形鐵芯 C2 ，激磁繞組 W2 及反相放大器 U2 構成雙鐵芯式自激振蕩磁通 門傳感器結構用于解決電磁感應噪聲問題。通過對各個鐵芯磁勢平衡方程的分析， 本文的新結構雙鐵芯式自激振蕩磁通門傳感 器作為零磁通交直流檢測器在新型交直流電流傳感器中性能優于原單鐵芯結構自激振 蕩磁通門傳感器。在磁通門傳感器的設計中，通常會采用一個激勵磁...

探究了交直流電流測量方法的適應性并闡述自激振蕩磁通門傳感器適應 于交直流電流測量的獨特優勢。其次，通過對自激振蕩磁通門電路起振過程的分析，并應用非線性鐵芯的三折線模型及電路理論，分析了基于自激振蕩磁通門傳感器的交直流測量原理， 在此基礎上探討了交直流電流下自激振蕩磁通門傳感器測量的適應性，為設計新型交直流電流傳感器奠定理論基礎。后討論了自激振蕩磁通門傳感器的關鍵特性：檢測帶寬、量程、線性度、靈敏度及穩定性等，為新型交直流電流傳感器的設計提供理論依據。激磁電壓頻率大于一次交流頻率，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。廈門零磁通電流傳感器定制磁通門技術原理：磁通...

然交流比較儀和直流比較儀均不適宜直接用于交直流電流測量，但在電流檢測方法、電磁理論分析與結構設計上對于交直流電流測量具有寶貴的借鑒意義，交直流電流比較儀及交直流電流傳感器的閉環測量系統，均基于上述交流比較儀及直流比較儀的系統組成及結構，其中磁調制方法廣泛應用于精密電流測量領域。因此，本文對磁調制方法在于交直流電流檢測中的應用做進一步研究，從而完成交直流電流傳感器研制。國外較早進行交直流檢測研究的是加拿大的EddySo教授，1993年共同提出了開口式高精度交直流電流測量方法。由于這個感應電流與被測導體中的電流成正比，因此可以通過測量這個感應電流來間接測量被測導體中的電流。成都電流傳感器發展現狀基...

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...

VRS1 為采樣電阻 RS1 上電壓信號，V’RS2 為采樣電阻 RS2 上電壓信號 經高通濾波器 HPF 處理后的電壓信號，當 HPF 時間常數設置合理， 可有效濾除采樣電 阻 RS2 上電壓信號中無用低頻分量，因此在 V’RS2 保留反向的無用高頻分量 VH2 。若參 數設置合理，而高頻無用交流分量 VH1 和無用高頻分量 VH2 恰好幅值大小相同，則理論 上通過高通濾波器 HPF 即完成了無用高頻分量的濾除，從而獲得更為純凈的有用低頻 信號。然而實際電路無法保證環形鐵芯 C1 與 C2 及其附加電路一致性，因此無法完成無 用高頻分量完全消除。設計中，新型交直流電流傳感器增加低通濾波器 ...

根據自激振蕩磁通門傳感器激磁頻率約束條件fex>2f，當交直流電流傳感器檢測帶寬為0–50Hz時，應設計自激振蕩磁通門傳感器激磁頻率應大于100Hz。設計激磁頻率時可根據式（2－42）計算激磁頻率fex為：fex=Vout4BSN1SC（4－3）式（4－3）中激磁頻率fex 與激磁繞組 W1 匝數 N1 均未確定，通過合理設計參數 N1 使得終激磁頻率fex>100Hz 即可滿足設計要求。然而激磁頻率fex 并不是越大越好， 磁 性材料的渦流損耗與激磁頻率fex 的平方成正比，因此當激磁頻率fex 較大時，鐵芯的渦 流損耗增大， 整體交直流電流傳感器功耗增大， 且激磁方波電壓一定時，激磁...

精確的電流檢測是保證電源性能及其安全可靠運行的必要條件。目前多種電流檢測的方法并存，一般可以分為隔離式和非隔離式兩種。非隔離式主要是指分流電阻。電隔離式主要包括霍爾電流傳感器（Hall-transducer），羅氏線圈（Rogowski Coil），電流互感器（Current transformer），磁通門傳感器（Fluxgate current sensor），巨磁阻傳感器（GMR current sensor）等。分流器適用于各種電流的測量，但是在大電流作用下發熱嚴重，導致測量誤差，若要滿足測量精度，分流器的體積和成本就會增大，因此分流器多應用于允許誤差范圍較大的場合。磁阻效應傳感器是根...

充電至t1時刻后，由于鐵芯C1飽和，激磁感抗ZL迅速變小，因此t1～t2期間，激磁電流iex迅速增大，當激磁電流iex達到充電電流Im=ρVOH/RS時，電路環路增益11ρAv>>1滿足振蕩電路起振條件，方波激磁電壓發生反轉，輸出電壓由正向峰值電壓VOH變為反向峰值電壓VOL，即t2時刻，VO=VOL。t2時刻起，鐵芯C1工作點由正向飽和區B開始向線性區A移動。在t2～t3期間，鐵芯C1仍工作于正向飽和區B，激磁感抗ZL小，而輸出方波電壓反向，此時加在非線性電感L上反相端電壓V-=ρVOL，產生的充電電流反向，因此非線性電感L開始迅速放電，激磁電流iex開始降低，于t3時刻激磁電流iex降至正...

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：在磁通門傳感器的設計中，通常會采用一個激勵磁場，這個磁場會持續振蕩，從而可以等效為消磁磁場。廈門車規級電流傳感器報...

式（3－3）表明新型交直流電流傳感器靈敏度與終端測量電阻 RM 阻值成正比，與 反饋繞組匝數 NF 成反比。負號沒有實際意義，表示輸出與輸入信號反相。同時，由于環形鐵芯 C1 與環形鐵芯 C2 工作在完全相反的激磁狀態，采樣電阻 RS2 上的交直流采樣電壓信號 VRS2 中的交直流電流信號理論上與 VRS1 幅值相同，而方向相 反。下一節將具體介紹反向激磁的環形鐵芯 C2 在系統中的具體作用。新型交直流傳感器是基于 PI 比例積分放大電路進行誤差控制的，理論上比例積分 環節將會保證系統穩態誤差為 0，而實際上閉環交直流傳感器工作的電磁環境更為復雜， 在輸入端除了一次繞組 WP 中交直流...

IP<0 時激磁電壓波形 Vex 及激磁電流波形，圖中紅色曲線 為 IP=0 時激磁電流波形。為方便下一節對自激振蕩磁通門傳感器建模，將零點選擇為激磁電流達到反向充電電流 I-m 時刻，此時激磁電壓恰好發生翻轉。當一次電流 IP<0，即為負向直流偏置，其在鐵芯 C1 中產生恒定的去磁直流磁通， 鐵芯 C1 磁化曲線將向右發生平移使鐵芯 C1 進入負向飽和區的閾值電流變小。 且負向飽 和閾值電流滿足 I-th1=I-th-βIp，此時新的振蕩過程將不同于原 IP=0 時自激振蕩過程，由于 負向飽和閾值電流 I-th1 小于原負向激磁閾值電流 I-th，從而導致負半周波自激振蕩過程將 不會在原...

導致正半周波自激振蕩過程將不會在原 t5 時刻進入飽和區，而是略 有延后，即鐵芯 C1 工作點將滯后進入負向飽和區 C；而在正向飽和區 A 及負向飽和區 C 中，激磁電流峰值仍然滿足 I+m=-I-m=Im=ρVOH/RS，且非線性電感時間常數未發生變化， 因此鐵芯 C1 飽和區自激振蕩階段， 激磁電流由 I+th1 正向增大至 I+m 的時間間隔增大， 而 激磁電流由 I-th1 負向增大至 I-m 的時間間隔減小。 由上述分析可知，測量正向直流時鐵 芯工作點的特征為： 鐵芯 C1 工作在正向飽和區 B 的時間大于工作在負向飽和區 C 的時 間，使激磁電流 iex 波形上出現了正負半周波...

磁通門電流傳感器是一種基于磁調制原理的高精度電流傳感器，具有以下優點： 高精度測量：磁通門電流傳感器能夠準確測量直流、交流和脈沖等復雜信號的電流值，測量范圍寬，精度高，過載能力強。 快速響應：磁通門電流傳感器具有快速的響應時間，能夠及時響應并測量電流的變化。 寬電流測量范圍：磁通門電流傳感器的測量范圍較寬，可以適應不同電流值的測量需求。 抗干擾能力強：磁通門電流傳感器具有抗電磁干擾的能力，能夠在復雜的環境中穩定工作。 線性好：磁通門電流傳感器的輸出信號與輸入電流成線性關系，方便進行信號處理和計算。為了減小零點漂移，可以采取以下措施：選擇具有低零點漂移的霍爾電流傳感器。常州磁通門電流傳感器廠家...

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...

充電系統：電流傳感器在新能源汽車的充電系統中也起著關鍵作用。在充電過程中，電流傳感器可以測量充電電流的變化，并將信息反饋給充電系統。這有助于確保充電過程的安全性和效率，防止過充或欠充的情況。 動力電池故障診斷：除了監測電流變化，電流傳感器還可以用于動力電池故障診斷。當電池組件或電路出現故障時，電流傳感器的測量結果可能會有所異常。通過分析這些異常數據，可以及時發現并診斷故障，幫助維修人員采取適當的措施。 駕駛輔助系統：在一些新能源汽車中，駕駛輔助系統會使用電流傳感器來監測車輛的動態電流變化。例如，通過監測電池和電動機的電流變化，可以判斷車輛的加速、制動和轉向等行為，從而為駕駛員提供更準確的駕駛輔...

不同于傳統電流比較儀的是，新型交直流電流傳感器改進了鐵芯結構及信號解調電 路， 增加了環形鐵芯 C2 及對其進行激磁的是反向放大器 U2，其與環形鐵芯 C1 及采樣電 阻 RS1 構成反向激磁的自激振蕩磁通門傳感器，其作用是用于抵消激磁電壓在其他繞組 中產生的電磁感應紋波電流，低通濾波器 LPF 及高通濾波器 HPF 的配合使用將對采樣 信號的解調進行優化。設計的新型交直流電流傳感器為閉環零磁通交直流電流測量系統。其中交直流 電流不平衡磁勢檢測由零磁通交直流檢測器測量， 交流及直流不平衡磁勢均在同一通道 完成信號解調及信號處理。在電力系統中，電流測量對于確保電力系統的穩定運行至關重要。湖州循環...

根據自激振蕩磁通門傳感器起振過程分析可知，鐵芯工作在周期性正負交替飽和狀態是磁調制過程的必要條件。倘若一次電流過大則導致鐵芯只是工作在正向磁飽和區或只是工作在負向磁飽和區，此時鐵芯單向飽和嚴重，磁化曲線嚴重畸變，無法完成電流準確測量。因此，按照一次電流磁勢與自激振蕩磁通門電路穩態充電電流IC所對應磁勢的合成磁勢大于鐵芯C1飽和閾值電流Ith所對應磁勢的原則，當一次電流為正向時，一次電流磁勢大小滿足：一NpIp+N1Ic之N1Ith化簡式（2－43），可得一次電流Ip滿足：Ip

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，...

誤差控制電路由PI環節構成，其直流開環增益越大越好，同時要求所選擇運算放大器失調電壓小，單位增益帶寬大，選用OP27G高精密運放。誤差控制電路輸出直接連接PA功率放大電路，以驅動其輸出反饋電流IF。常見的功率放大電路包括集成功率放大電路以及三極管等功率器件搭建的A類，B類，AB類，D類，H類功率放大電路[9,50]。在基于磁通門原理的直流電流測量的類似方案中，為了通過降低功率放大電路的功耗以改善整個系統的運行功耗，D類功率放大電路，H類功率放大電路常有出現，但該類功率放大電路輸出紋波較大，因此對反饋電流中交直流測量帶來誤差。為了減小功率放大電路環節的輸出紋波，本文選擇了傳統AB類功率放大電路，...

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...

根據前述假設，Im<>τ1，因此式（2－31）進一步化簡得：T=TP+TN=(IC一4Ith(I)th(β(IC)Ip(一)I(h)(τ2Ith(一)Ip1)（2－32）根據式（2－27）（2－30）（2－32）可求得激磁電壓信號Vex在一個周波內平均電壓Vav滿足：Vav=Vout=ICβ一II(p1)thVout（2－33）根據前述假設Ith<

一階低通濾波器及高通濾波器的截止頻率f0為：f0=采樣電阻Rs2后接高通濾波器用于獲取高于50Hz的反向激磁電流中無用高頻分量。將高通濾波器HPF濾波后信號V’Rs2與采樣電阻Rs1上電壓信號疊加后合成電壓信號VR12完成信號解調，VR12中有用低頻信號為直流分量及工頻50Hz交流，故低通濾波器LPF截止頻率應大于50Hz，通過參數設計，實際LPF的截止頻率設計為59Hz。設計HPF的截止頻率為59Hz，以完成對采樣電阻Rs2上的激磁電壓信號的采樣并通過HPF取出其反向無用高頻分量。將磁調制器與磁積分器結合，研制用于質子同步器系統中粒子流檢測的寬頻電流互感器，擴展了電流測量帶寬。廈門漏電保護電...