Rogowski线圈
一个简单的Rogowski线圈就是一个电感器,它与流过初级电流的导体之间具有互感作用。Rogowski线圈一般为气芯线圈,因此从理论上讲不存在磁滞、饱和或者非线性现象。
如果电流i(t)在Z轴方向通过一条长直导线,则柱坐标面上任一点P(ρ,θ,z)的磁场为:(eq1)
磁场在空间任何区域产生的电动势(EMF)可用麦克斯韦尔方程计算:(eq2)
图2是一个Rogowski线圈电流感应器,它由N匝矩形气芯线圈围绕一条直导线组成,线圈与导线内电流所产生的磁场垂直。
此时线圈的电动势为:(eq3)
常数M表示Rogowski线圈的互感,单位为亨利(H),它表示单位di/dt下线圈输出的信号电平。线圈的输出电压取决于初级电流di/dt变化率,因为只有在磁场变化时才会产生电动势,所以Rogowski线圈不能用来测量电流中的直流分量。这种感应器能很容易测量几千安培的交流电流,这也是它能在许多大电流测量应用中非常有用的原因。因为没有铁芯,因此在很宽测量范围内都不会有非线性现象(从几百安培到几毫安)。
Rogowski线圈的基本工作原理是通过互感测量初级电流,由于它靠磁场进行测量,所以这种类型传感器与电流互感器相比易受外界磁场干扰的影响。下面介绍一些减少外界磁场干扰的方法。
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