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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。霍尔电流传感器的灵敏度可能会受到温度、磁场强度和机械应力的影响而发生变化。北京芯片式电流传感器报价

t7时刻起铁芯C1工作点回移至线性区A，非线性电感L仍继续充电，此时激磁感抗ZL较大，激磁电流iex缓慢由I-th继续增大，直至在t8时刻增大为0。t5～t8期间，构成了激磁电流iex的负半周波TN。至此0～t8期间构成了RL自激振荡电路一个完整的周波，通过上述分析可知，在一个完整的振荡周期内，激磁铁芯C1工作点在线性区A、正向饱和区B及负向饱和区C之间，由A→B→A→C→A来回振荡。就物理本质而言，磁通门传感器正是利用磁性材料非线性的特点，完成了自激振荡的起振过程[16]。这同时也表明，在使用自激振荡磁通门传感器时，需要满足正负大充电电流Im大于铁芯C1激磁电流阈值Ith的约束条件，即自激振荡磁通门正常运行需满足Im>>Ith。重庆循环测试电流传感器供应商在电力系统中，磁通门电流传感器可以用于测量电网中的交流电流，以监控电力系统的运行状态和电力质量。

式（3－3）表明新型交直流电流传感器灵敏度与终端测量电阻 RM  阻值成正比，与 反馈绕组匝数 NF 成反比。负号没有实际意义，表示输出与输入信号反相。同时，由于环形铁芯 C1 与环形铁芯 C2 工作在完全相反的激磁状态，采样电阻 RS2 上的交直流采样电压信号 VRS2  中的交直流电流信号理论上与 VRS1  幅值相同，而方向相 反。下一节将具体介绍反向激磁的环形铁芯 C2 在系统中的具体作用。新型交直流传感器是基于 PI  比例积分放大电路进行误差控制的，理论上比例积分 环节将会保证系统稳态误差为 0，而实际上闭环交直流传感器工作的电磁环境更为复杂， 在输入端除了一次绕组 WP 中交直流电流 IP 外，还有在环形铁芯 C1 上激磁绕组 W1 端的 激磁电压 Vex1 ，在输出端存在反馈绕组 WF  中的反馈电流。

零磁通交直流检测器的信号处理电路主要包括低通滤波器LPF及高通滤波器HPF以及环形铁芯C2及反相放大器U2及采样电阻RS2的相关设计。保证环形铁芯C1与环形铁芯C2的对称性以及激磁电流iex1与激磁电流iex2的对称性是系统达到零磁通闭环测量的重要条件，因此环形铁芯C2与环形铁芯C1磁性参数及几何参数完全相同，其上绕制激磁绕组W2匝数N2=N1。采样电阻RS2选取与采样电阻RS1同阻值、同型号电阻。反相放大器U2选择与比较放大器U1相同型号规格的运算放大器，但在电路上构成单位比例反相放大器，其输出端串接激磁绕组W2及采样电阻RS2。低通滤波器LPF及高通滤波器HPF的实现方法很多。常见的滤波器包括无源RC滤波器及有源RC滤波器。有源滤波器需要外部电源供电及运算放大器，增加了电路成本及功耗。用于直流电流精密测量的直流比较仪结构以及交直流精密测量的交直流电流比较仪结构也是在此基础上发展而来。

将一次电流中的直流和交流分量分通道单独检测，研制了四铁芯六绕组交直 流电流比较仪，交流分量通过传统的交流比较仪方式进行检测，交流励磁检测信号经50 Hz 的带通滤波电路 A1 后输出至反馈绕组；直流分量通过自平衡式双铁芯磁调制器进行 检测，直流检测信号通过峰差解调电路对二次谐波信号解调，经过100 Hz带通滤波电路 A2  滤除低频及高频谐波信号后经信号放大器放大，然后输出至反馈绕组，反馈绕组产生的磁势与一次电流中直流磁势相抵消，从而构成零磁通闭环交直流测量系统。其研 究认为，系统中的交流比较仪与直流比较仪互不影响，可以实现交直流同时测量。该交 直流电流比较仪变比为 2000:1，测量稳态交流误差小于10ppm、稳态直流误差小于 100ppm。但是直流测量部分采用了传统的磁调制技术，其解调电路和铁芯结构复杂，成 本略高。加上双铁芯磁调制器存在虚假平衡点等问题，因此零点误差较大，在一定程度上限制了其使用和发展磁通门电流传感器，具有很强的抗干扰能力和稳定性，可以在各种复杂的环境下准确地测量电流。无锡LEM电流传感器厂家供应

磁通门电流传感器也可以用于测量脉冲电流，监测和控制脉冲电流的状态。北京芯片式电流传感器报价

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。北京芯片式电流传感器报价