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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)來說，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級甚至更小，極易被干擾和噪聲信號所淹沒。近年來，對于將電流的測量問題轉(zhuǎn)變?yōu)榇艌龅臏y量問題，通過用一定的技術(shù)手段測量它的磁密、磁通、磁勢等方法來測量電流的技術(shù)得到了發(fā)展。例如以霍爾互感器測量直流、交流及脈沖等任意波形的信號，但其長期穩(wěn)定度只在千分之一左右，溫度系數(shù)約萬分之一，不能滿足高精度大電流標(biāo)準(zhǔn)源的設(shè)計(jì)要求。

 

 國外利用零磁通檢測原理檢測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量直流電流，近年來國內(nèi)已有單位開始了這方面的研究，但目前國內(nèi)外對磁芯的挑選要求較高，設(shè)計(jì)電路也比較復(fù)雜。因此，對零磁通檢測技術(shù)進(jìn)行深入探討，對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。

 

 零磁通電流檢測原理

 

眾所周知，當(dāng)電流流過一根導(dǎo)線時(shí)，將在導(dǎo)線周圍產(chǎn)生磁場，磁場的大小與流過導(dǎo)線的電流大小有一定的比例關(guān)系，這一磁場可以通過軟磁材料來聚集，然后進(jìn)行檢測。如果磁場的變化與檢測電路輸出有良好的線性關(guān)系，便可依據(jù)檢測電路的輸出信號來反映導(dǎo)線中的電流大小，零磁通電流檢測的原理電路如圖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； 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源補(bǔ)償?shù)娜秉c(diǎn)。

 單一線圈零磁通檢測原理

 

單檢測線圈接線圖如圖2所示。

 

 

圖2中u=U cos~t為激勵(lì)信號，I1 為被測直流電流，N1 =1相當(dāng)于初級匝數(shù)，N2 為檢測繞組的匝數(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)繞組改為檢測繞組N0和補(bǔ)償繞組N3 。檢測與補(bǔ)償控制電路產(chǎn)生補(bǔ)償電流，I3通過補(bǔ)償繞組N3 產(chǎn)生激磁動勢。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，并會對直流磁場產(chǎn)生一定的影響，因此很難實(shí)現(xiàn)電流的精密測試，從而影響被測電流精度。