南昌循环测试电流传感器设计标准

磁芯的材料影响测量误差，不同的磁芯材料所能承受的环境温度不同。因此，磁芯材料与参数的选择至关重要。电流传感器有多种类型，如霍尔传感器、无磁芯电流传感器、高导磁非晶合金多谐振荡电流传感器、电子自旋共振电流传感器等。下面对磁芯材料的选取要求与各个参数的影响进行分析。（1）较高磁导率的软磁材料。磁导率反映缠绕绕组的磁芯在通入电流后的导磁能力；磁导率越高，导磁能力越好。为了提高磁通门传感器的灵敏度，需选择高磁导率磁芯。这是因为选择高磁导率磁芯使磁芯两端的电压幅值更大，从而对小电流更敏感。因此，尽可能的选择较高磁导率的软磁材料，这样在保证灵敏度的同时保证了磁芯探头的稳定性。（2）低磁滞伸缩性的磁芯材料。磁性物质受磁场的影响发生弹性形变，这种现象被称为磁滞伸缩效应。选择低磁致伸缩性的磁芯材料可使磁芯的磁性性能更佳，进而减少了磁通门传感器的相对误差。（3）最高工作温度。在磁芯材料的选择方面，必须满足高温工作状况的要求，选择居里温度点高的磁芯材料。（4）低矫顽力的磁芯材料。因磁芯的矫顽力越大导致磁滞回线的面积增大，而磁芯磁滞回线的面积反应磁滞损耗的大小，因此选择HC较小的磁芯，减少磁滞损耗。磁通门电流传感器也可以用于测量直流电流，例如在电池充电和放电过程中，可以监测电池的电流和电量状态。南昌循环测试电流传感器设计标准

（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：苏州高线性度电流传感器案例磁滞是铁磁性材料的一种固有特性，它使得这些材料在磁化过程中表现出滞后现象。

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

分流器：分流器是一种电阻型电流传感器，它通过将待测电流分流一部分来测量电流。分流器具有测量范围广、精度高、响应时间快等优点，适用于测量直流和脉冲电流。但是，分流器不适用于测量交流电流和变频电流。 巨磁阻效应（GMR）和巨磁阻抗效应（GMI）：这些是新型的磁电阻效应，具有很高的灵敏度和线性度。它们通常用于测量微弱磁场和电流，如磁通门和电流传感器的应用。 隧道效应：隧道效应是一种物理现象，当电子通过绝缘层时，会以一定的概率穿透绝缘层并传导电流。隧道电流传感器利用这个效应来测量电流。它们具有很高的灵敏度和线性度，适用于低电压、小电流的测量。外部磁场的干扰就不会对测量结果产生明显的影响。因此，磁通门电流传感器的抗干扰能力得到了显著提高。

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， 直流分量对交流计量性能也无明 显影响， 交流和直流测量精度均未发生变化。单棒型磁通门传感器的感应绕组与激励绕组为同一组绕组，其被测磁场与激励磁场的方向平行。成都高精度电流传感器报价

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。南昌循环测试电流传感器设计标准

由以上不同传感器技术路线差异的分析可得出，由于容易受温度和外界磁场的影响，霍尔效应传感器和GMR传感器不能在高温环境中使用；电流互感器和Rogowski线圈由于工作原理的限制，不能用于直流测量。分流电阻器提供了一种简单和廉价的适用于交直流电流测量的解决 案，但不是电气隔离的，并且对温度的变化和电磁干扰很敏感。而磁通门电流传感器不存在以上所述局限，其不仅可以用于交直流电流的测量，也可以应用在高温场合中，还具有电气隔离的优点，因此磁通门传感器以其突出的优点和简单的结构得到了 ***的研究和应用。南昌循环测试电流传感器设计标准