羅氏線圈,英文為Rogwski coil,是空心的,即沒有鐵心,可以認為就是利用最基本的法拉第電磁感應(yīng)定律,直接在副邊產(chǎn)生電壓信號。羅氏線圈相對于普通電流互感器的好處是,因其沒有鐵心,因此不存在鐵心飽和現(xiàn)象,可以直接測量很大的電流。但是,正是因為其沒有鐵心,羅氏線圈感應(yīng)出的電壓信號相對于CT來說非常微弱,而且非常容易受到外部環(huán)境雜散磁場的影響,因此對繞制工藝的要求是很高的。另外,羅氏線圈感應(yīng)出來的電壓信號,不能直接用作電流信號,必須要對其進行微分運算,才可以還原回你要的電流信號。
目前羅氏線圈僅用于特大電流的場合,一般計量儀表都是采用的CT
電流互感器CT(current transformer),是應(yīng)用變壓器的原理(有鐵心),一般是把原邊的大電流變換成副邊的小電流,然后通過I/V變換,輸入到ADC采樣。
羅氏線圈與電流互感器的主要區(qū)別
羅氏線圈
一、性質(zhì)不同百
1、羅氏線圈:是一個均勻纏繞在非鐵磁性材料上的環(huán)形線圈。
2、電流互感器:是依據(jù)電磁感應(yīng)原理將一次側(cè)大電流轉(zhuǎn)換成二次側(cè)小電流來測量的儀器。
二、結(jié)構(gòu)不同
1、羅氏線圈:不含鐵磁性材料,無磁滯效應(yīng),幾乎為零的相位誤差;無磁飽和現(xiàn)象,因而測量范圍可從數(shù)安培到數(shù)百千安的電流;結(jié)構(gòu)簡單,并且和被測電流之間沒有直接的電路聯(lián)系;響應(yīng)頻帶寬0.1Hz-1MHz。
2、電流互感度器回:電流互感器是由閉合的鐵心和繞組組成。它的一次側(cè)繞組匝數(shù)很少,串在需要測量的電流的線路中。
羅氏線圈的放大積分電路的設(shè)計原理。
羅氏線圈測量電流的理論依據(jù)是法拉第電磁感應(yīng)定律和安培環(huán)路定律,當(dāng)被測電流沿軸線通過羅氏線圈中心時,在環(huán)形繞組所包圍的體積內(nèi)產(chǎn)生相應(yīng)變化的磁場。
電流互感器
若想準(zhǔn)確還原測量的交流電流,必須加一個反相積分電路。因羅氏線圈感應(yīng)出的電壓很小,為了放大該感應(yīng)電壓,須在積分器前面加一放大電路。積分是一個非常重要的環(huán)節(jié),被還原的信號非常小,為方便測量,先將信號放大再積分,這樣一方面可以增大還原信號,另一方面,電容的存在可以過濾掉不必要的干擾。
通過對羅氏線圈感應(yīng)電壓的放大和積分處理,可還原出所測量的交流電流。
羅氏線圈與傳統(tǒng)電流測量裝置相比有以下突出優(yōu)點:
無飽和
線性度好,標(biāo)定容易
瞬態(tài)反應(yīng)能力突出,可用于中高壓保護
待測電流頻率范圍寬,從0.1Hz到1MHz,可用于測量諧波
待測電流量程大,可從1mA到1MA
相位差在中頻時小于0.1度
線圈絕緣電壓10kV
無二次開路危險
無過載危險
尺寸極小,安裝簡單方便,無須破壞導(dǎo)體
維修簡單方便
羅氏線圈的技術(shù)難度在于:測量線圈因為熱的原因,其阻值會發(fā)生變化,測量集成電路的輸入端必須予以補償。由于補償與環(huán)境溫度有關(guān),還與電流大小有關(guān),在微電子技術(shù)未出現(xiàn)之前,這項工作無法實現(xiàn),所以羅氏空心線圈盡管測量品質(zhì)出色,但無法實用。羅氏線圈的應(yīng)用與集成電路的發(fā)展是分不開的