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罗氏线圈是如何工作的?

文章来源:PEM发布日期:2023-07-29

        导体中的交变电流或脉冲电流会产生磁场,该磁场与磁场附近的罗氏线圈相互作用,在线圈中产生感应电压,该电压与被测电流的变化率成正比。如果线圈是一个闭合环路,没有不连续性,则可以证明线圈中的感应电压 E 与环绕电流 I 的变化率成正比,关系式为 E=H.dI/dt,其中 H 是线圈灵敏度(Vs/A),与 NA 成正比。

       为了获得与I成比例的输出电压 VOUT,必须对线圈电压 E 进行积分;因此需要使用电子积分器来提供低于 1Hz 的带宽。

       运算放大器积分器的简单形式是输入电阻 Rsh 和反馈电容 C,其输出为 Vout=(1/CR)∫ Edt。因此,整体传感器增益为 Vout=RshI,其中 Rsh= H/CR 是传感器灵敏度 (V/A)。

       Vout 与 I 成比例的关系在整个传感器带宽内都有效。带宽定义为从 fL 到 fH 的频率范围,在此范围内测量的正弦电流可达到规定灵敏度 Rsh 的 3dB 以内。

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       在低频下,积分器增益会增加,理论上,当频率接近零时,积分器增益将变得无限大。这将导致不可接受的直流漂移和低频噪声,因此必须限制低频下的积分器增益。这种限制是通过与积分电容器并联一个低通滤波器来实现的。低通滤波器设定了低频带宽 fL,通常小于 1Hz。

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       此外,由于罗氏线圈的分布式电感和电容,存在一个高频带宽 fH(通常为 1MHz 或更高),超过该带宽,测量会衰减,并出现明显的相位延迟。电子积分器的带宽和连接积分器与线圈的电缆长度也会影响这一限制。

       多年来,PEM 已开发出罗氏线圈、电缆和集成器的数学模型,使我们能够为不断增长的市场开发出可靠、精确的各种尺寸的电流传感器。

       与其他电流测量方法相比,使用罗氏线圈测量交流或快速瞬态电流具有许多优势:

(1)夹式罗戈夫斯基线圈传感器轻薄灵活、坚固耐用,易于改装

(2)线圈尺寸与待测电流大小无关

   1、线圈足够小,可以安装在 TO-220 半导体的两脚之间;

   2、20 米长的线圈可安装在风力涡轮机周围。

(3)非侵入式(对被测电路的影响仅相当于几个 pH 值)

(4)宽带设备具有可预测的频率响应,是电能质量测量或复杂波形监测的理想之选。

(5)本质安全型 - 无次级开路危险。

(6)电隔离

(7)出色的线性度(罗戈斯基线圈没有会饱和的磁性材料)

(8)能够承受巨大的过载电流而不损坏

(9)对直流电流免疫 - 因此,它可以在存在较大直流分量的情况下测量较小的交流电流

优测科技

PEM罗氏线圈是专业生产罗氏线圈PEM电流探头CWT罗氏线圈、Rogowski coil的英国罗氏线圈生产厂家,是行业标准的国际品牌。


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