【48812】磁通门电流传感器构成及作业原理

  下面本文以结构相对比较简单而且使用较广泛的一种单绕组磁通门进行介绍。如图1所示：环形磁芯上绕有线圈，此绕组即作为鼓励绕组又作为丈量绕组，所测电流从磁环中心穿过。

  一般磁性材料都有S形状曲线的特性，称之为磁滞回路(hysteresis loop)，如图2所示。此磁滞回路曲线建立在B—H的坐标轴上，为磁性材料遭受彻底磁化与非磁化周期，图示为典型磁滞曲线的铁心，假如曲线由a点开端，此点表明最大正磁化力，至b点磁化力为零，然后下降至c点为最大负磁化力，再至d点磁化力为零，最终回来最大正磁化力的a点，此即为整个磁性周期。高导磁率、低矫顽力磁芯的磁滞回线：高u磁环的B—H曲线

  假定鼓励磁场强度为：Hmcosωt，就能得到磁通门磁芯上的总磁场强度为：

  依据磁饱满特性，当H0 =0时，H(t)= Hm cosωt，在磁饱满效果下磁感应强度为：

  式中：Ba为磁化曲线饱满段延长线在B 轴上的截距，明显，B(t)是对时间轴上下对称的平顶波，依据傅里叶级数剖析，它只含奇次谐波不含偶次谐波。

  这时，B(t)成为上下不对称的平顶波，依据傅里叶级数剖析可知，它不只含有奇次谐波还含有偶次谐波。而由式2可知，E(t)和B(t)应含有类似的波形成分，因而，能够精确的通过E(t)在鼓励周期内的振幅的上下不对称来检测外电流所发生的磁场B0，从而到达丈量电流的意图。

  整个进程能够归纳为：当磁通门式电流传感器作业时，鼓励线圈中加载一固定频率、固定波形的交变电流进行鼓励，使磁芯往复磁化到达饱满。在不存在外在电流所发生的被测磁场时，则检测线圈输出的感应电动势只含有鼓励波形的奇次谐波，波形正负上下对称。当存在直流外在被测磁场时，则磁芯中一起存在直流磁场

  和鼓励交变磁场，直流被测磁场在前半周期内促进鼓励场使磁芯提早到达饱满，而在别的半个周期内使磁芯推迟饱满。因而，形成鼓励周期内正负半周不对称，从而使输出电压曲线中呈现振幅差。该振幅差与被测电流所发生的磁场成正比，因而能使用振幅差来检测磁环中所通过的电流。

  电流传感器的体系框图5所示。电流所发生的的磁场在磁通门探头内经鼓励信号调制后，通过峰值检波和积分滤波电路发生有用的电压信号，然后通过反应，使电流传感器作业在零磁通状况。