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 目前廣泛采用的技術(shù)是使用大功率取樣 電阻，但如果設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)輸出電流達(dá)到較高時(shí)，反饋電阻的溫漂很大。 就目前的技術(shù)來(lái)說(shuō)，要保持很低的溫度漂移，只有降低電阻的標(biāo)稱阻值，但其反饋電壓將僅為ｍＶ級(jí)甚至更小，極易被干擾和噪聲信號(hào)所淹沒(méi)。近年來(lái)，對(duì)于將電流的測(cè)量問(wèn)題轉(zhuǎn)變?yōu)榇艌?chǎng)的測(cè)量問(wèn)題，通過(guò)用一定的技術(shù)手段測(cè)量它的磁密、磁通、磁勢(shì)等方法來(lái)測(cè)量電流的技術(shù)得到了發(fā)展。例如以霍爾互感器測(cè)量直流、交流及脈沖等任意波形的信號(hào)，但其長(zhǎng)期穩(wěn)定度只在千分之一左右，溫度系數(shù)約萬(wàn)分之一，不能滿足高精度大電流標(biāo)準(zhǔn)源的設(shè)計(jì)要求。

 

 國(guó)外利用零磁通檢測(cè)原理檢測(cè)磁化電流的二次諧波分量或磁化電流的正、負(fù)磁化電流峰值是否相等的辦法測(cè)量直流電流，近年來(lái)國(guó)內(nèi)已有單位開(kāi)始了這方面的研究，但目前國(guó)內(nèi)外對(duì)磁芯的挑選要求較高，設(shè)計(jì)電路也比較復(fù)雜。因此，對(duì)零磁通檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行深入探討，對(duì)100 A高穩(wěn)定度直流電流傳感器的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行重點(diǎn)研究。

 

 零磁通電流檢測(cè)原理

 

眾所周知，當(dāng)電流流過(guò)一根導(dǎo)線時(shí)，將在導(dǎo)線周圍產(chǎn)生磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的大小與流過(guò)導(dǎo)線的電流大小有一定的比例關(guān)系，這一磁場(chǎng)可以通過(guò)軟磁材料來(lái)聚集，然后進(jìn)行檢測(cè)。如果磁場(chǎng)的變化與檢測(cè)電路輸出有良好的線性關(guān)系，便可依據(jù)檢測(cè)電路的輸出信號(hào)來(lái)反映導(dǎo)線中的電流大小，零磁通電流檢測(cè)的原理電路如圖1所示。

 

圖中：I1 —— 電流互感器一次側(cè)電流；，I2—— 二次側(cè)電流；，I0—— 激磁電流；．N1 ，N2 —— 分別為一、二次繞組匝數(shù)。對(duì)于理想電流傳感器，電流傳感器的鐵心如果不消耗能量，那么一次繞組的能量全部傳遞到二次繞組。則有

 

式(1)中：E1 ，E2 —— 一次繞組、二次繞組感應(yīng)電勢(shì)； I1，I2 —— 一次繞組、二次繞組電流；N1 ，N2：——一次繞組、二次繞組的匝數(shù)。理想電流傳感器的電流比為

 

 由于電流傳感器的匝數(shù)通過(guò)鐵心窗口的封閉回路計(jì)算，是一匝一匝計(jì)算的，不存在半匝的情況，因此不可以采用半匝或分?jǐn)?shù)匝補(bǔ)償。所以，要想提高準(zhǔn)確度就必須采用輔助手段雙繞組、雙鐵心等。但這些手段會(huì)導(dǎo)致接線及補(bǔ)償工藝復(fù)雜，調(diào)整不方便或根本不可能調(diào)整。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，對(duì)傳感器的誤

差可以進(jìn)行有源補(bǔ)償，在很大程度上克服了無(wú)源補(bǔ)償?shù)娜秉c(diǎn)。

 單一線圈零磁通檢測(cè)原理

 

單檢測(cè)線圈接線圖如圖2所示。

 

 

圖2中u=U cos~t為激勵(lì)信號(hào)，I1 為被測(cè)直流電流，N1 =1相當(dāng)于初級(jí)匝數(shù)，N2 為檢測(cè)繞組的匝數(shù)， T為高導(dǎo)磁率磁環(huán)。如圖2所示，假設(shè)T在立激勵(lì)下，產(chǎn)生的磁通密度為B =Bmsinitt，直流電流流過(guò)產(chǎn)生的磁通密度為B。。當(dāng)B。>0時(shí)，磁化電流前半周期的幅度要比后半周期的幅度大，同理當(dāng)B。<0時(shí)，磁化電流前半周期的幅度要比后半周期的幅度小，即不管其是否飽和，磁化電流的波形幅度都隨B。變化(即I。的變化)而單調(diào)變化。如果把圖2中激勵(lì)繞組改為檢測(cè)繞組N0和補(bǔ)償繞組N3 。檢測(cè)與補(bǔ)償控制電路產(chǎn)生補(bǔ)償電流，I3通過(guò)補(bǔ)償繞組N3 產(chǎn)生激磁動(dòng)勢(shì)。使I0降至極低，達(dá)到近似“零磁通”的效果。實(shí)際使用中,調(diào)制波激勵(lì)線圈N3，在磁環(huán)T上產(chǎn)生感應(yīng)磁場(chǎng)，并會(huì)對(duì)直流磁場(chǎng)產(chǎn)生一定的影響，因此很難實(shí)現(xiàn)電流的精密測(cè)試，從而影響被測(cè)電流精度。