羅氏線圈和電流互感器的區(qū)別及其應(yīng)用

　　羅氏線圈，英文為Rogwski coil，是空心的，即沒(méi)有鐵心，可以認(rèn)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(hào)。羅氏線圈相對(duì)于普通電流互感器的好處是，因其沒(méi)有鐵心，因此不存在鐵心飽和現(xiàn)象，可以直接測(cè)量很大的電流。但是，正是因?yàn)槠錄](méi)有鐵心，羅氏線圈感應(yīng)出的電壓信號(hào)相對(duì)于CT來(lái)說(shuō)非常微弱，而且非常容易受到外部環(huán)境雜散磁場(chǎng)的影響，因此對(duì)繞制工藝的要求是很高的。另外，羅氏線圈感應(yīng)出來(lái)的電壓信號(hào)，不能直接用作電流信號(hào)，必須要對(duì)其進(jìn)行微分運(yùn)算，才可以還原回你要的電流信號(hào)。

　　羅氏線圈與電流互感器的應(yīng)用

　　目前羅氏線圈僅用于特大電流的場(chǎng)合，一般計(jì)量?jī)x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(guò)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

　　一、性質(zhì)不同

　　1、羅氏線圈：是一個(gè)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(lái)測(cè)量的儀器。

　　二、結(jié)構(gòu)不同

　　1、羅氏線圈：不含鐵磁性材料，無(wú)磁滯效應(yīng)，幾乎為零的相位誤差;無(wú)磁飽和現(xiàn)象，因而測(cè)量范圍可從數(shù)安培到數(shù)百千安的電流;結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，并且和被測(cè)電流之間沒(méi)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(cè)量的電流的線路中。

　　羅氏線圈的放大積分電路的設(shè)計(jì)原理

　　羅氏線圈測(cè)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(cè)電流沿軸線通過(guò)羅氏線圈中心時(shí)，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(chǎng)。

　　若想準(zhǔn)確還原測(cè)量的交流電流，必須加一個(gè)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(gè)非常重要的環(huán)節(jié)，被還原的信號(hào)非常小，為方便測(cè)量，先將信號(hào)放大再積分，這樣一方面可以增大還原信號(hào)，另一方面，電容的存在可以過(guò)濾掉不必要的干擾。

　　通過(guò)對(duì)羅氏線圈感應(yīng)電壓的放大和積分處理，可還原出所測(cè)量的交流電流。

　　羅氏線圈與傳統(tǒng)電流測(cè)量裝置相比有以下突出優(yōu)點(diǎn)：

　　無(wú)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(hù)

　　待測(cè)電流頻率范圍寬，從0.1Hz到1MHz，可用于測(cè)量諧波

　　待測(cè)電流量程大，可從1mA到1MA

　　相位差在中頻時(shí)小于0.1度

　　線圈絕緣電壓10kV

　　無(wú)二次開(kāi)路危險(xiǎn)

　　無(wú)過(guò)載危險(xiǎn)

　　尺寸極小，安裝簡(jiǎn)單方便，無(wú)須破壞導(dǎo)體

　　維修簡(jiǎn)單方便

　　羅氏線圈的技術(shù)難度在于：測(cè)量線圈因?yàn)闊岬脑?，其阻值?huì)發(fā)生變化，測(cè)量集成電路的輸入端必須予以補(bǔ)償。由于補(bǔ)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(xiàng)工作無(wú)法實(shí)現(xiàn)，所以羅氏空心線圈盡管測(cè)量品質(zhì)出色，但無(wú)法實(shí)用。羅氏線圈的應(yīng)用與集成電路的發(fā)展是分不開(kāi)的。

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