实际自激振荡磁通门传感器基于 RL自激振荡电路完成对被测电流信号的磁调制过 程，其中使用比较器电路正反馈模式配合非线性电感完成自激振荡过程。分析一次侧电流 IP 为 0 的初始情况下，自激振荡磁通门电路起振过程中铁芯工 作点及激磁电流变化情况。正常工作时方波激磁电压 Vex 波形及通过非线性电感 L 的激 磁电流 iex 波形如图 2－3 所示， RL 多谐振荡电路开环增益为 Av ，输出方波电压正向峰 值为 VOH ，反向峰值为 VOL 。假设正向激磁电流阈值 I+th ，反向激磁电流阈值 I-th ，且满 足 I+th=-I-th=Ith 。正向充电电流 I+m ，反向充电电流 I-m ，...

磁通门电流传感器在MRI（磁共振成像）中有广泛的应用。MRI是一种非侵入性且无辐射的医学成像技术，通过使用强磁场和无线电波来生成身体内部的高分辨率影像。当磁芯被周期性变化的激励磁场作用时，磁芯的状态便会周期性地磁化至正负饱和状态，并在其间往返。周期性的往返于两个稳态点(势能函数的低点)的这一过程可以用双稳态势能函数来表示。磁通门电流传感器被用于监测梯度线圈的电流变化，以确保梯度线圈的准确控制和调节，从而获得高质量的图像。 射频线圈控制：MRI系统使用射频线圈来发送和接收无线电波信号，以图像化身体结构和组织。磁通门电流传感器被用于监测射频线圈的电流变化，以帮助调节射频线圈的功率和频率，确保信号的...

特别地，在t3时刻为自激振荡正半周期的结束时刻，此时电路正向充电过程结束，电路输出激磁电压即将发生跃变，激磁电流达到大正向充电电流值I+m，即iex(t3)满足：iex(t3)=I+m=Im（2－15）根据初始条件iex(t2)及终止条件iex(t3)可以求得时间间隔t3-t2为：t3-t2=τ1ln（2－16）同理，根据一阶线性微分方程的初始条件及终止条件可以得到负半周波内激磁电流方程，通过终止条件可反向计算出相应的时间间隔表达式，如图2－4中所示，在t3～t4期间，激磁电流iex表示为：t-t3t-t3iex(t)=-IC(1-eτ1)+Imeτ1时间间隔t4-t3为：t4-t3=τ1ln...

在光伏发电监测系统中使用磁通门电流传感器，可以对光伏发电站输出电流进行实时监测，及时发现光伏发电系统的故障节点，帮助工作人员对光伏阵列进行维护和检修。同时，磁通门电流传感器还可以用于光伏逆变器、UPS伺服控制等系统的电流信号采集和反馈控制。 无锡纳吉伏研发的高精度电流传感器是磁通门电流传感器的一种，可以与光伏发电监测系统配合使用，实现对光伏发电站输出电流的实时监测和管理，对光伏发电站的监控管理起着至关重要的作用。 基于全相位傅里叶变换的软件解调方法解决数据截断引起的频谱泄漏问题。厦门功率分析仪电流传感器出厂价电源系统中在一些情况下会产生很大的脉冲电流，脉冲电流的存在时间短，但是会对整个电源...

电流的精密测量一直是工业生产制造和计量科学理论的重要课题。近些年来，伴随着智能电网的快速建设及交直流混合配电网的不断发展，配网中交直流混合电网的建设规模及复杂度均有增加。由于交直流配网的发展以及整流型用电负荷的增多，例如电气化铁路、大型整流硅设备及炼钢、炼铝、塑料制品厂商的增多，使得交流电网中存在直流分量。直流分量的存在，使得配网中现有的交流检测设备产生了误差增大、计量失准、保护误动等多种问题，变压器等设备在直流分量下输出电压畸变。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。嘉兴粒子加速器电流传感器服务电话电力电子技术是国民经济发展以及国家重要领域的重要技术支持，是信...

当一次电流IP为纯直流分量时，通过分析式（3－20）可知，此时jw=0，ZF=0时，可得新型交直流电流传感器的直流稳态误差εDC为：11+KPIN1RM(KPAN)FRS1(1+伪)式（3－21）为单独测量直流时的新型交直流传感器稳态误差传递函数模型。此时由于PI比例积分电路在直流测量情况下，时间常数趋近于0，理论上比例积分电路开环增益趋近于无穷大，因此直流测量误差趋近于0。然而实际当测量交直流电流时，PI比例积分电路的开环增益有限，因此仍需考虑其他参数设计。同时需要注意，在建立交直流电流传感器稳态误差模型时，对基于双铁芯结构自激振荡磁通门传感器的零磁通交直流检测器进行了线性化处理，因此保证零...

G1为基于双铁芯结构的交直流零磁通检测器的传递函数，G2为PI比例积分放大电路的传递函数，G3为PA功率放大电路的传递函数，G4为电流反馈模块的传递函数，G5为感应纹波噪声传递函数，NF为负反馈环节传递函数。根据图3－3，由自动控制系统相关理论，可得反馈绕组中反馈电流IF与一次绕组中一次电流IP之间的传递函数为：IS(s)IP(s)NPG1G2G3G4+NPG4G51+NFG1G2G3G4（3－12）交直流零磁通检测器输入信号为一次绕组WP与反馈绕组WF在铁芯C1及C2中的磁势之差，终输出信号为合成电压信号VR12。根据上述关系，可推导交直流直流零磁通检测器的传递函数G1为：G1=SD==-（...

基于自激振荡磁通门技术和传统电流比较仪结构，通过改 进铁芯结构及信号解调电路， 构建了闭环零磁通交直流电流测量方案，研制了新型交直 流电流传感器样机。样机总体包括两个铁芯三个绕组， 其中改进结构的自激振荡磁通门 传感器作为新型交直流电流传感器的零磁通检测器， 检测一二次电流磁势之差，构成了 新型交直流电流传感器的电流检测模块，除此之外还包括信号处理模块， 误差控制模块 及电流反馈模块。环形铁芯 C1 及 C2 为传感器磁性器件，两者磁性材料参数一 致， 几何尺寸完全一致， 均选取高磁导率、低矫顽力、高磁饱和感应强度的非线性铁磁 材料。新型储能产业基础好，覆盖了材料制备、电芯和电池封装、储能变流...

其中一次绕组 WP 中流过一次电流为 IP ，匝数为 NP 。一次电流绕组穿过环形铁芯 C1 及 C2 的中心，铁芯 C1 上均匀绕制有匝数为 N1 的激磁绕组 W1 ，铁芯 C2 上均匀绕制 有匝数为 N2 的激磁绕组 W2 。同时环形铁芯 C1 及 C2 上同时均匀缠绕有匝数为 NF 的反 馈绕组 WF 。反馈绕组 WF 中串接终端测量电阻 RM 。其中新型交直流电流传感器的电流 检测模块即零磁通交直流检测器包括环形铁芯C1 和C2、比较放大器U1、反向放大器U2 、 采样电阻 RS1 、分压电阻 R1 和 R2 。低通滤波器 LPF 及高通滤波器 HPF 构成新型交直流 电流传感器...

为了降低直流分量对电能计量的影响及避免直流分量对交流电力设备造成损害，在 不影响交流测量精度的同时，能对直流分量进行监测，是智能配网对新一代电流测量设 备的新需求。中国电网公司在 2016 年 9 月，其运维检修部门组织编写了《10kV 一体化 柱上变电和配电一二次成套设备典型设计及检测规范》，提出适合我国配电网的一体化 配电成套设备的概念，而配网设备中一二次融合传感器技术是配网自动化设备的很重要的环 节之一，因此开展一二次融合下电流传感器技术研究迫在眉睫。钴酸锂废料中钴含量高而锂含量较少，中国钴盐市场利润不及预期，导致钴酸锂废料回收量较低。霍尔电流传感器服务电话为了简化运算，按照自激振荡磁通...

比较各个铁芯的矩形比及磁导率参数可知，铁基纳米晶不仅磁导率高、磁饱和强度大且矩形比高，可保证铁芯饱和激磁电流阈值较小，易于进入正负交替饱和状态，因此本文选择了铁基纳米晶作为铁芯材料。磁芯材料的尺寸取决于一次穿心导体的几何尺寸，铁芯形状选择为环形铁芯形状。经查阅相关资料，本文考虑配网用500A母排尺寸及传感器缠绕各个绕组及加装外壳尺寸后的内径裕量，终设计环形铁芯C1及C2内径大小d：75mm，外径大小D：85mm，纵向高度h：10mm。同时铁芯截面面积SC及平均磁路长度le满足下式：在电力系统中，电流测量对于确保电力系统的稳定运行至关重要。深圳霍尔电流传感器根据自激振荡磁通门原理可知，通过在一个...

根据自激振荡磁通门传感器线性度设计原则设计饱和阈值电流 Ith，激磁电流峰值 Im 以满足 Im>>Ith 。其中零磁通交直流检测器由比较放大器 U1 供电，因此需要考虑比较放 大器 U1 的带载能力及 U1 的各项性能参数对自激振荡磁通门传感器测量精度的影响。选 择高精密运算放大器 OP27G，为双电源供电，供电电压大为±15 V，带 100 欧负载 下，输出电流可达 40 mA，属于大电流输出型运算放大器。同时 OP27G 运算放大器具 有频带宽，噪声小的特点，其输入失调电流小于 35 nA，单位增益带宽积为 8 MHz，当 测量低于 10 Hz 的低频信号，其电路噪声峰值小于 80 n...

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...

电力电子技术是国民经济发展以及国家重要领域的重要技术支持，是信息与能源 转换的结合，是实现节能环保和提高人民生活质量的重要技术手段。在完成现今国家 “发展新能源”和“节能减排”基本国策的过程中起着极其关键的作用。新能源、 节能环保、新能源汽车、新材料、生物、装备制造、新一代信息技术等产业的发 展，都离不开电力电子技术的有力保障。电力电子技术是智能电网的助推器，以灵活交流输电(FACTS)技术、高压直流(HVDC)输电技术、轻型高压直流输电技术、定制 电力(custom power)技术和能量转换技术为特点的先进电力电子技术越来越多地应用于国家电网中，它是创建安全可靠智能电网的关键技术和方法。电...

IC为稳态充电电流，即在理想情况下t=∞时刻，通过激磁电感中的稳态充电电流满足IC=Vout/Rsum。τ1为铁芯C1回路放放电时间常数，τ1=l/Rsum。在t1时刻，铁芯C1工作点将由负向饱和区C进入线性区A，此时激磁电流iex降低至负向饱和阈值电流I-th1，其满足Ip=-Ip1，I-th1=I-th-βIp。可得t1时刻激磁电流终值iex(t1)满足：iex(t1)=一I-th1=一Ith+βIp1 其中β=Np/N1，βIp1可以将理解为，一次电流在铁芯C1中产生的磁势折算到激磁绕组W1侧的磁势大小。在科学研究领域，电流测量对于探索物质的电子行为、研究化学反应和生物过程等方面具有重要...

高频技术已经发展为电力电子技术十分重要的方向，对高频电力电子设备中复杂电流信号的检测，并兼顾高灵敏度，高集成度，高线性度，高温环境下测量稳定的特点已变得十分必要。磁通门原理作为具有高线性度，高集成度，温漂小等特点的电流传感器特点，适合精密电流及恶劣环境下的电流测量。但是目前磁通门原理常应用偶次谐波法及反馈积分法，这两种测量方法探头结构复杂，处理电路元器件多，集成度低，数字化程度不高。无锡纳吉伏提出一种基于磁通门原理的双向饱和式磁通门电流传感器，采用单探头自激发生电路，不仅简化了探头结构，而且处理电路中元器件较少，电路集成度高，同时电路测量结果采用数字显示。该电流传感器的提出进一步提高了电力电子...

磁通门电流传感器在MRI（磁共振成像）中有广泛的应用。MRI是一种非侵入性且无辐射的医学成像技术，通过使用强磁场和无线电波来生成身体内部的高分辨率影像。当磁芯被周期性变化的激励磁场作用时，磁芯的状态便会周期性地磁化至正负饱和状态，并在其间往返。周期性的往返于两个稳态点(势能函数的低点)的这一过程可以用双稳态势能函数来表示。磁通门电流传感器被用于监测梯度线圈的电流变化，以确保梯度线圈的准确控制和调节，从而获得高质量的图像。 射频线圈控制：MRI系统使用射频线圈来发送和接收无线电波信号，以图像化身体结构和组织。磁通门电流传感器被用于监测射频线圈的电流变化，以帮助调节射频线圈的功率和频率，确保信号的...

（1）交流电流对直流电流测量精度的影响测试交流分量对直流测量的影响时，在交直流传感器上均匀绕制直流绕组，其匝数Nd=30，分别测试在25A交流和250A交流时，交直流电流传感器对于直流电流的测量误差。红色曲线为0.05级直流电流互感器比差限值曲线，黄色曲线为250A交流下直流误差曲线，黑色曲线为25A交流下直流误差曲线。由图5－6可知，在25A及250A交流分量下，直流测量仍满足0.05级直流误差限值。交流分量大小对新型交直流电流传感器直流测量误差无明显影响。因此，本文设计的新型交直流电流传感器可完成不同交流分量下直流电流高精度测量。（2）直流分量对交流电流测量精度的影响在实验过程中，受限于传...

Ve为合成电压信号VR12经低通滤波后的误差电压信号。设计电路参数R1=R2，R4=R5。Q1为NPN型功率放大三极管，型号为TIP110，Q2为PNP型功率放大三极管，型号为TIP117。AB类功率放大输出端串接反馈绕组WF及终端测量电阻RM形成反馈闭环。反馈绕组匝数NF直接影响新型交直流传感器的比例系数，NF越大，交直流电流传感器灵敏度越低，线性区量程也越大，另外PA功率放大电路的输出电流能力也制约了反馈绕组匝数NF不能设计过小，但反馈绕组匝数NF过大，其漏感也越大，分布电容参数越大，系统磁性及容性误差将会增大。因此需要综合考虑灵敏度、功放带载能力及量程等要求，所设计反馈绕组匝数NF=10...

然交流比较仪和直流比较仪均不适宜直接用于交直流电流测量，但在电流检测方法、电磁理论分析与结构设计上对于交直流电流测量具有宝贵的借鉴意义，交直流电流比较仪及交直流电流传感器的闭环测量系统，均基于上述交流比较仪及直流比较仪的系统组成及结构，其中磁调制方法广泛应用于精密电流测量领域。因此，本文对磁调制方法在于交直流电流检测中的应用做进一步研究，从而完成交直流电流传感器研制。国外较早进行交直流检测研究的是加拿大的EddySo教授，1993年共同提出了开口式高精度交直流电流测量方法。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。重庆储能电池测试电流传感器出厂价不同于传统电流比较仪的是...

其中Ith为铁芯C1饱和阈值电流，其大小取决于非线性铁芯C1磁性参数，具体表达式如下：I=Ψth=N1BsSthLL（2－41）其中Ψth为饱和阈值磁通量，BS为饱和磁感应强度，S为铁芯截面面积。将式（2-41）带入式（2－40）化简后可得：T=4NBS1sVout（2－42）由式（2－42）可知，激磁电压周期只是与铁芯材料饱和磁感应强度BS及截面积S，激磁绕组匝数N1和激磁电压峰值Vout有关。通过选择合适磁性材料的铁芯，并设计相关几何参数，激磁激磁绕组匝数N1和激磁电压峰值Vout即可对检测带宽进行相应设计。只要磁芯磁导率随激励磁场强度变化，感应电势中就会出现随环境磁场强度变化的偶次谐波增...

（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：基于全相位傅里叶变换的软...

无锡纳吉伏研制的新型交直流测量传感器包括电流检测、信号解调、误差控制、电流反馈等多个模块，可建立基于各模块的系统误差模型和误差传递函数，为各个模块参数优化设计及进一步减小系统稳态测量误差提供理论依据。首先对各模块进行数学建模，其中电流检测模块包含两个非线性环形铁芯，环形铁芯C1与C2始终工作在完全相反的激磁状态，而环形铁芯C1与C2材料参数一致，电路参数也保持一致，若从系统的观点将两个铁芯看做一个整体，当系统稳定时虽然单个铁芯的工作状态相反，但整体上看两者均工作在零磁通状态下，也就是说当系统达到稳态，此时虽然铁芯C1和C2分别都是非线性磁性元件，而整体上激磁磁通为0，整体可以看作工作在线性区的...

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。用于直流电流精密测量的直流比较仪...

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...

磁通门电流传感器在MRI（磁共振成像）中有广泛的应用。MRI是一种非侵入性且无辐射的医学成像技术，通过使用强磁场和无线电波来生成身体内部的高分辨率影像。当磁芯被周期性变化的激励磁场作用时，磁芯的状态便会周期性地磁化至正负饱和状态，并在其间往返。周期性的往返于两个稳态点(势能函数的低点)的这一过程可以用双稳态势能函数来表示。磁通门电流传感器被用于监测梯度线圈的电流变化，以确保梯度线圈的准确控制和调节，从而获得高质量的图像。 射频线圈控制：MRI系统使用射频线圈来发送和接收无线电波信号，以图像化身体结构和组织。磁通门电流传感器被用于监测射频线圈的电流变化，以帮助调节射频线圈的功率和频率，确保信号的...

当激磁电压频率远大于被测工频交流电流频率即fex>>f 时， 每 个激磁电压周波内可以将被测交直流电流看作近似直流分量通过式（2－39）表示。该方 法类似于对低频交流分量， 通过高频的激磁电压进行调制。在每一个调制周期内， 自激 振荡磁通门法都可以将被测电流的量值大小及方向， 准确反映在激磁电流波形中。不同 于直流测量时通过分析单个激磁电压周期内激磁电流平均值即可获取正比于直流分量 大小的电压信号，当进行交流测量或交直流电流测量， 则需要分析大于或等于一个交流 信号周期的激磁电流信号获取交流及交直流测量结果。磁通门电流传感器还可以用于测量其他复杂的电流信号，例如在电子电路中，进行故障诊断和电路...

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)=τ...

时间差型磁通门(Residence Time Difference Fluxgate RTD)原理的获得来源于实验：磁通门调峰法。调峰法实验的具体过程如下：被测磁场通过磁通门轴向分量，这时磁通门信号的输出便会发生一定的偏移。记录下磁通门输出信号在这一时刻的偏移位置，然后再将被测磁场移除。将通电线圈放置在与被测磁场相同的磁通门轴向方向上，从零增大通电线圈电流幅值直到使磁通门信号的输出重新移动到刚才记录的位置。通过通电电流的大小以及磁芯上线圈匝数，被测磁场的大小便可以计算出来。但是由于当时的频率计值等数字化器件的发展程度不高，因此磁通门调峰法实验只是作为一个实验现象来研究而未做更深入的探讨。由于霍...

实际自激振荡磁通门传感器基于 RL自激振荡电路完成对被测电流信号的磁调制过 程，其中使用比较器电路正反馈模式配合非线性电感完成自激振荡过程。 C1 为高磁导率、低磁饱和强度的非线性铁磁材料，其上均匀 绕制匝数为 N1 的激磁绕组 W1，共同构成重要器件非线性电感 L，其绕线电阻为 RC 。分 压电阻 R1 、R2 用于设置比较器正向阈值比较电压 V+和反向阈值比较电压 V- 。采样电阻 RS 用于激磁电流信号 iex 采样。同时在 RL 自激振荡电路输出端并联反向串联的稳压二 极管 DZ1 与 DZ2 完成激励电压峰值 Vex 的设置。WP 为一次绕组，其上一次电流大小为 IP。当磁芯处于非...