改進(jìn)的羅氏線圈-文庫吧
2025-06-07 04:37 本頁面
【正文】 ，被測電流的上限是由測量儀器的最大輸入電壓，或者線圈或其他電路元件的電壓擊穿限值來決定的?？梢詼y得的下限，是由電壓測量儀器的靈敏度和系統(tǒng)噪聲決定的。圖1：帶一圈反向繞轉(zhuǎn)補(bǔ)償繞組的單層Rogowski線圈。箭頭表示繞組的方向。2 Rogowski線圈的典型設(shè)計(jì)Rogowski線圈通常采用這兩種設(shè)計(jì)中的一種：1）繞在剛性的環(huán)形鐵芯上；2）繞在一條柔軟的皮帶上，有時(shí)候像是一個(gè)“蠕蟲”。兩種方式都可以讓它放置在載流導(dǎo)體中。但是，用固定封閉的核心精心制作的線圈可以提供更高的精度。對于具有矩形橫截面的環(huán)形線圈，如圖1所示，互感（單位MKS）是： （3）其中是Rogowski線圈的互感，1）是空氣的磁導(dǎo)率，等于；2）是線圈的圈數(shù)；3）是環(huán)形的寬度（厚度），單位是米；4）是外直徑，單位是米；5）是內(nèi)直徑，單位是米；嚴(yán)格適用于此推導(dǎo)的條件是，和的尺寸小于它的半徑，并且線圈上的任何一點(diǎn)都沒有磁場梯度。在實(shí)際情況中，這些條件都不能滿足。但是，這種關(guān)系對估算物理參數(shù)是有幫助的。3 Rogowski線圈的制作Rogowski線圈可以繞有單層繞組或多層繞組。單層線圈具有較低的互感系數(shù)、串聯(lián)電感、串聯(lián)電阻和分布電容。當(dāng)在高頻率下進(jìn)行準(zhǔn)確的測量時(shí)或者需要小的相位移動(dòng)時(shí)，這些參數(shù)會(huì)是重要的考慮因素。簡單設(shè)計(jì)的Rogowski線圈具有單層線圈繞組。繞組繞在由介電材料做成的環(huán)形鐵芯上。一個(gè)典型的單層線圈如圖1所示。一般情況下，線圈繞組的形式是圓鋼絲連續(xù)螺旋纏繞在核心上。對于實(shí)際大小的形式來說，單層型Rogowski線圈通常有幾百個(gè)方向。在整個(gè)圓周長度上螺旋繞組的間距增量和產(chǎn)生了一個(gè)不良的單向環(huán)形線段，該線段是線圈軸線的法線。環(huán)形上的磁通量減少了線圈輸出的電壓誤差。正常的磁通產(chǎn)生來源于母線的幾何形狀、附近的回流導(dǎo)體、其它的載流導(dǎo)體、變壓器漏磁通或是因?yàn)殍F磁性材料存在所產(chǎn)生的扭曲的領(lǐng)域。為了彌補(bǔ)這一個(gè)不希望產(chǎn)生的環(huán)，可以放置另一個(gè)單向環(huán)在螺旋繞組內(nèi)，它的方向和間距增量環(huán)相反。它位于一個(gè)與間距增量環(huán)平行的平面內(nèi)。在電路上它與線圈的輸出串聯(lián)。補(bǔ)償環(huán)的徑向位置，如圖1所示，通常被放置在環(huán)形截面的中心位置平均半徑處，如（4）的第一部分所給出的。補(bǔ)償環(huán)更準(zhǔn)確的位置是基于內(nèi)外環(huán)半徑，a和b，所組成的區(qū)域的平均半徑。這是由下列式子的第二部分表達(dá)的關(guān)系： （4）但是，（4）中表示的補(bǔ)償環(huán)的兩種位置都不能完美地補(bǔ)償實(shí)際可能遇到的扭曲或磁通分布不均勻的問題。這個(gè)問題產(chǎn)生的原因是單回轉(zhuǎn)間距增益環(huán)有和螺旋繞組相同的“厚度”。這種分布式的厚度與單回轉(zhuǎn)補(bǔ)償環(huán)的不同，相比之下它非常薄。一些磁通是由間距增益環(huán)會(huì)感應(yīng)產(chǎn)生的，而不是補(bǔ)償環(huán)。（3）中假設(shè)了所有環(huán)的大小是相同的，實(shí)際上這是不正確的。當(dāng)螺旋繞組的每個(gè)方向不相同時(shí)，或者當(dāng)它們核心周圍的分布不完全一致時(shí)，線圈的輸出可能發(fā)生錯(cuò)誤。（）的尺寸變化會(huì)產(chǎn)生百分之零點(diǎn)幾的位
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