磁通门电流测量基本原理 ()
基于磁通门技术的直流漏电流检测方法及实现
基于磁通门技术的直流漏电流检测方法及实现摘要：随着科技的日益发展和提高，直流电源系统变成了工业生产现场当中至关重要的动力设备。
如果直流系统接地点发生了故障，不能及时有效加以消除的话，很可能会造成严重人身事故甚至引发特别重大的电力事故，使国民经济出现一定的经济损失。
而磁通门技术则是一个可以检测弱磁的技术，不但可以对毫安级的直流漏电系统提供相应的技术支持，进行直流漏电流测量，还能够对直流系统接地情况进行实时的监控，如果出现问题可以准确地准确地定位到故障点，另外，磁通门技术的经济性也是相当高的，特别它所具有的微型化和简单安全的特性，这种优势使磁通门技术相关产品在市场当中具有良好的使用发展前景。
关键词：磁通门技术；直流漏电流；检测方法目前直流系统检测过程当中还存在着相应的问题，这些问题不仅不利于用电安全，还会对经济造成一定的损失。
而磁通门技术的发展则能够为直流漏电流检测提供相应的技术支持与帮助，还能使直流漏电流的检测范围降低至毫安级内，提高故障点检测的精准度。
因此，磁通门技术在工业现场作业环境当中运用是十分广泛的。
除此之外，磁通门技术也具有微型化与简便安全的优点，具有良好的使用和发展前景。
一．基于磁通门的直流漏电流检测的概念与原理1.1磁通门技术的概念磁通门技术来源于一种磁通门现象，这个现象的根源也就是电磁感应理论，是一个能够对微弱磁场做出精确测量的技术。
磁通门是运用磁性饱和现象来进行设计的，因此，可以有效地去对被检测磁场实现磁调制，并将其转变为感应电动式来进行输出，利用这种方法可以有效地有效地完成磁场到电场之间的转化，若是将这种方法应用于测量电参数时，则是对电场到磁场、磁场到电场之间的转化过程。
这个过程当中可以完成对信号的隔离，因此从这个角度来进行分析，磁通门技术也是一个隔离技术。
1.2直流漏电流检测的原理磁通门式的直流漏电流测量技术是实现将电场转换为磁场，再由磁场转换为电场的一种隔离式检测，非常适合在有绝缘条件要求的场合。
指南针的发展概括
指南针的发展概括指南针是是我国的四大发明之一，早起的指南针采用了磁化指针和方向盘的组合方式，这样的指南针携带很不方便，且指示灵敏度有一定不足，准确性很差。
在日常劳作中，人们接触了磁矿石，开始了对磁性的了解。
人们首先发现了磁石吸引铁器的性质，后来发现了磁石的指向性，现如今，手机上也有了罗盘，离不开51单片机和现代科技的指导。
手机装入软件能分出东南西北是因为手机中内置了电子指南针。
电子指南针又叫罗盘。
电子罗盘的原理是测量地球磁场，按其测量磁场的传感器种类的不同，我们可以接触到的传感器分为三种：磁通门式电子罗盘、霍尔效应式电子罗盘和磁阻效应式电子罗盘。
（1）磁通门式电子罗盘，根据磁饱和原理制成，它的输出可以是电压，也可以是电流，还可以是时间差。
主要用于测量稳定或低频磁场大小或方向，从原理上讲，它通过测量线圈中磁通量的变化来感知外界磁场大小，为了达到较高灵敏度，必须要增加线圈横截面积，因而磁通门式电子罗盘不可避免的体积和功耗较大，易碎，响应速度慢，处理电路相对复杂成稿。
（2）霍尔效应式电子罗盘。
霍尔效应是1879年霍尔首先在金属中发现的，当施加外磁场垂直于半导体中流过的罗电流就会在半导体中垂直于磁场和电流的方向产生电动势。
这种现象称为霍尔效应。
如果沿矩形金属薄片的长方向通一电流工，由于截流子受库仑力作用，在垂直于薄片平面的方向施加强磁场B，则在其横向会产生电压差U，其大小为电流I。
磁场B和材料的霍尔系数成正比，与金属薄片的厚度d成反比。
100多年前发现的霍尔效应，由于一般材料的霍尔系数很小而难以应用，直到半导体的问世后才真正用于磁场测量。
这是因为半导体中的截流子数量少，如果，通过它的电流与金属材料相同，那半导体中截流子速度很快，所受到洛伦兹力就大，因而霍尔效应系数也就更大。
我们可以把地球磁场假定为和地面平行，而如果手机的平面垂直。
通过SPI总量线上传给微控制器。
微控制器将表征当前磁场大小的数字量按照方位进行归一化等处理后通过直观的LCD进行方向显示。
多磁环磁通门传感器原理__理论说明
多磁环磁通门传感器原理理论说明1. 引言1.1 概述多磁环磁通门传感器是一种常用于测量磁场强度的传感器，其工作原理基于多个磁环的特性。
利用这些特性，传感器能够准确地测量电流通过的导线或电缆所产生的磁场强度。
1.2 文章结构本文将从多个方面详细介绍多磁环磁通门传感器的原理、优势以及制备工艺等内容。
首先，我们将对传感器的原理进行介绍，包括其工作方式和相关的物理原理。
然后，我们将重点讨论多磁环材料选择与设计，并解释不同材料对传感器性能的影响。
接下来，我们将探讨磁场测量方法与原理，解释如何通过测量电流产生的磁场来确定其强度。
1.3 目的本文旨在全面了解多磁环磁通门传感器的工作原理和应用优势，并提供相关制备工艺和注意事项。
通过深入了解这一技术，读者可以更好地应用该传感器进行实际工程项目中的测量任务，并为未来该技术的发展提供参考和展望。
以上是“1. 引言”部分的内容，按照要求使用普通文本格式进行回答。
2. 多磁环磁通门传感器原理2.1 传感器原理介绍多磁环磁通门传感器是一种常见的磁场测量装置，它主要基于闭合铁心中磁通与外加电流之间的关系。
传感器内部包含多个磁环，这些磁环通过金属铁心连接成一个闭合回路。
当通入电流时，产生的漩涡电流会改变金属铁心周围的磁场分布，进而影响到通过磁环中的总磁通。
2.2 磁环材料选择与设计在多磁环磁通门传感器中，选择合适的材料对于传感器性能具有重要影响。
由于不同材料对于漩涡电流和渗透深度有不同的响应特性，需要根据实际需求来选择合适的材料。
另外，在设计过程中还需要考虑到金属铁心以及各个磁环之间的长度、直径等参数对于传感器灵敏度和稳定性所造成的影响。
2.3 磁场测量方法与原理说明多磁环磁通门传感器主要依靠测量通过闭合回路磁通的变化来实现对磁场的测量。
当外加磁场作用下，随着金属铁心周围磁场强度的变化，闭合回路中的总磁通也会相应发生改变。
通过测量磁环中总磁通的变化，可以得到外加磁场的强度值。
磁场基本模型课件
磁力线的密度可以表示磁场的强度，磁力线 越密集，磁场强度越大。
分子电流模型
分子电流模型认为磁场是由物质内部 微观粒子的运动产生的。
分子电流模型还可以解释电磁感应现 象，即变化的磁场可以产生电场。
分子电流模型可以解释永磁体的磁性 来源，认为永磁体内部存在固定的分 子电流，这些分子电流产生的磁场就 是永磁体的磁性。
磁场的影响因素
磁场的影响因素
磁场受到多种因素的影响，如磁体的材料、大小、形状，电流的大小和方向，以及温度等。这些因素都会影响磁场的强度和 分布。
05
磁场测量技术
磁通门技术
磁通门技术是一种测量磁场的方法，利用铁 磁材料的磁化特性来测量磁场。
磁通门技术的基本原理是利用铁磁材料在磁 场中的磁化特性，通过测量磁通量变化来推
磁场的特点
磁场具有方向性
磁场中任一点都有确定的磁场方向，即磁场 是有方向的矢量场。
磁场具有空间性
磁场是存在于一定空间范围内的物质场，其 分布状态与磁体或电流的位置和状态有关。
磁场具有能量性
磁场具有能量，其能量与磁场强弱和分布状 态有关。
磁场的作用
1 2
磁场对磁体或电流产生力的作用
这是磁场的基本作用，也是磁场最直接的表现形 式。
超导量子干涉器件技术
01
超导量子干涉器件技术是一种 利用超导材料的量子干涉效应 来测量磁场的方法。
02
超导量子干涉器件技术具有高 灵敏度、高分辨率和低噪声等 优点，广泛应用于物理、化学 和生物等领域。
03
超导量子干涉器件技术的基本 原理是利用超导材料的量子干 涉效应，通过测量干涉信号的 变化来推算磁场强度。
磁场安全标准与防护措施
安全标准
各国政府和国际组织制定了磁场安全标准，限制了各种设备 和装置产生的磁场强度。
基于磁通门原理的漏电监测方法及其应用
江西电力-2019基于磁通门原理的漏电監测方法及具应用钟彦平I,程志国2,张文煜'，余笑侬'，方旎'(1.国网江西省电力有限公司赣州供电分公司，江西赣州341000;2.国网信产集团智芯微电子科技有限公司，北京102200;3.河海大学，江苏南京211100)摘要:随着分布式电源的大量接入及电力负荷的日趋多样，对B型漏电保护的需求日益紧迫。
基于磁通门原理.提出高灵敏自适应磁调制检测方法，形成低成本、高精度B型漏电检测方法，研发形成相应终端及系统，实现配电台区及重点负荷的全方位状态信息采集与用电安全管控，试点应用成效显著,具备良好的推广应用前景。
关键词:威布尔分布;最小二乘法;老旧输电线路;可靠性分析中图分类号:TM936.2文献标志码:B文章编号：1006-348X(2019)06-0021-030引言为保障用电安全，低压配电网中通常需要配置漏电保护器,依据适用的检测电流类型,可分为AC型、A型和B型。
AC型适用于工频正弦漏电电流检测分析,A型除包含AC型波形之外,增加了脉动直流分量的检测功能,B型在A型基础上还包含了平滑直流分量的检测功能。
由于技术与成本限制，目前国内主要应用的是AC型漏电保护开关近年来,随着电网建设的持续发展及民生技术的进步，常规AC型漏电保护装置应用局限性日渐凸显。
一方面，常规漏电保护装置不具备数据上传功能,各用户及终端设备的漏电情况及变化趋势难以精准掌握，考虑到配电台区用电设备类型多，接线复杂，漏电隐患多发，由于缺乏必要的监控手段，难以准确定位漏电区域，快速排除故障,导致漏电开关频繁跳闸、越级跳闸现象突出，严重影响用户用电，为消除漏电开关频繁跳闸的干扰,漏电保护开关被私自短接甚至不投入的现象极为普遍,尤其在农村配网中格外突岀，给用户安全用电带来极大风险;另一方面，随着分布式光伏、电动汽车充电桩等直流装备的大量接入,现代配网交直流混联的趋势愈发明显,随之也带来大量的直流漏电问题,常规的AC型漏电保护装置难以起到很好的保护作用,亟待应用升级冋。
基于磁通门原理的高精度电流传感器的研制
基于磁通门原理的高精度电流传感器的研制作者：吕冰陈正想曹平军来源：《电子世界》2013年第13期【摘要】分析了磁通门式电流传感器的原理。
该电流传感器由晶振产生方波驱动磁芯，改善了传统RC模拟激磁电路的稳定性问题；用结构更加简单的峰值检波电路取代传统复杂的谐波法电路，简化了电路设计，并降低了系统功耗；实验结果表明，该电流传感器实现了预期功能，性价比较高，具有良好的推广价值。
【关键词】磁通门；峰值检波；电流传感器1.引言用电流传感器作为电气设备绝缘在线检测系统的采样单元，已得到业内人士的共识。
目前，电流传感器有多种类型，如霍尔传感器、无磁芯电流传感器、高导磁非晶合金多谐振荡电流传感器、电子自旋共振电流传感器等。
由于电力系统使用环境的特殊性，许多传感器存在自身的局限性。
目前应用于电力系统的电流传感器多是以电磁耦合为基本工作原理的，从采样方式上分，这类传感器主要有直接串入式、钳式、闭环穿芯式三种。
大量的研究试验表明，基于“零磁通原理”的小电流传感器更适合电力系统绝缘在线检测的要求。
本文所述小电流传感器即是以磁通门技术为基本原理，加上闭环控制在电子电路中的应用，使小电流传感器具有高精度、高稳定度、抗干扰能力强等优点。
2.磁通门原理与电流传感器系统组成2.1 磁通门原理磁通门传感器是利用被测磁场中高导磁率磁芯在交变磁场的饱和激励下，其磁感应强度与磁场强度的非线性关系来测量弱磁场的。
这种物理现象对被测环境磁场来说好像是一道“门”，通过这道“门”，相应的磁通量即被调制，并产生感应电动势。
利用这种现象来测量电流所产生的磁场，从而间接的达到测量电流的目的。
本文采用现有技术中结构简单应用较广泛的一种单绕组磁通门。
环形磁芯上绕有线圈，此绕组即作为激励绕组又作为测量绕组。
所测电流从磁环中间穿过。
如图1所示。
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，为磁性材料遭受完全磁化与非磁化周期，下图所示为典型磁滞曲线的铁心，如果曲线由a点开始，此点表示最大正磁化力，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，最后返回最大正磁化力的a点，此即为整个磁性周期。
常用磁场测量方法全文
1946年布洛赫和柏塞尔同时发明核磁共振技术，因此共获1952年诺贝尔物理学奖。 这种方法测量准确度可达 ，非常适合磁场的精密测量，广泛应用于生物医学。 电子顺磁共振中，因电子的磁旋比 比质子的大660倍，可测极微弱的磁场。
H
B
T1
T2
（三）霍耳效应法
1879年，美国霍普金斯大学二年级研究生霍耳发现霍耳效应。
I
B
f
f
b
dvBiblioteka U=RIB/dfeE , f=eVB R=±1/ne
1959年第一个商品化的霍耳器件问世， 1960年就发展成近百种成为通用型的测量 仪器，测量范围 的恒磁场或高频 磁场，误差 ，尤其适合小间隙空间 测量。
检测线圈旋转, 振动 （发电机原理法） 1. 单线圈旋转 2. 单线圈振动 3. 双线圈旋转 4. 双线圈振动
（二）磁通门法
1930年出现利用磁性材料饱和特性的磁通门法，用于探矿，军事，航天等领域，主要测10高斯以下弱磁场。
Us
U
K1
2
1
3
+
-
1
2
3
V+
磁通门磁强计原理
磁通门磁强计原理磁通门磁强计原理？听起来挺高大上的吧，但其实，这家伙的原理啊，你要是听我细细道来，保证你会觉得，哎，原来就这么回事儿啊！先跟大家说个小故事吧。
有一次，我去参加一个科技展览，走着走着，就被一个展位给吸引住了。
那个展位上摆着一个黑不溜秋的小盒子，旁边写着“磁通门磁强计”。
我心里琢磨着，这啥玩意儿啊，这么神秘？于是，我就凑过去看了看。
工作人员看我好奇，就跟我介绍起来。
他说啊，这个磁通门磁强计啊，是专门用来测量磁场强度和方向的。
我一听，哦，原来是个测磁场的工具啊。
他又接着说，这玩意儿的原理啊，其实挺简单的，就是利用磁场对铁磁材料的影响，通过测量这种影响来推算出磁场的强度和方向。
我心里想着，嗯，听起来是挺简单的，但具体是怎么操作的呢？于是，我就缠着工作人员让他给我详细讲讲。
他一看我这么执着，也就只好答应了。
他拿起那个磁通门磁强计，开始给我讲解起来。
他说啊，这个磁通门磁强计里面啊，有两个高导磁系数的软磁材料做成的探头，这两个探头啊，就像是一对小耳朵，专门用来“听”磁场的。
当磁场发生变化的时候，这两个探头里面的磁通量也会发生变化，这种变化就会被转换成电信号，然后通过电路处理，就可以得到磁场的强度和方向了。
我心里琢磨着，哦，原来就这么回事儿啊，跟听诊器似的，通过听里面的声音来判断病情，只不过这个是听磁场的声音来判断磁场的强度和方向。
工作人员看我好像有点懂了，就问我要不要试试。
我一听，立马来了精神，连忙点头。
他于是就拿出一个小磁铁，让我放在磁通门磁强计的旁边，然后告诉我，看，这个仪器上的数字已经开始变化了，这就是磁场在起作用。
我看着仪器上的数字不停地跳动，心里真是觉得挺神奇的。
这个小盒子啊，竟然能够这么精准地测量出磁场的强度和方向，真是太厉害了！从那以后啊，我就对磁通门磁强计产生了浓厚的兴趣。
每次看到跟磁场有关的东西，我都会想起那个小小的磁通门磁强计，想起它里面的两个小探头，就像是一对小耳朵，专门用来“听”磁场的。
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NSH
m
èç
m d
+
i=1
m i
cos 2iwtø÷ coswt
利用三角形函数的积化和差公式对式 5 进行整理，可得单芯磁通门的输出电 压如下：
¥
¥
å å Uo = NSH0w 2mi sin 2iwt - NSHm imm éëcos(2i + 1)wt - cos(2i - 1)wt ùû
i=1
当环境磁场不为零时（ ≠ 0）时，输出的感应电动势即包含激励磁场 的信息，
也包含被测量磁场 的信息，而待测量磁场 的信息在频域上是激励信号频率
的偶次谐波。因此，通过提取磁通门输出信号中的偶次谐波成分，并测量其大小
即可测量到待测量磁场 的强度。
单芯型磁通门输出电压除了包含磁通感应电动势外，还包含磁通门变压器效
应产生的电压，而且与变压器效应相比，磁通感应电动势非常微弱。因此，不可
以直接利用单磁芯磁通门感应线圈的输出信号测量环境磁场，必须先剔除变压器
效应产生的电压。
b) 双磁芯磁通门传感器数学模型[3,4] 为了改善单芯磁通门，剔除单芯磁通门中存在的变压器效应影响，提出了双
磁芯型磁通门；双磁芯磁通门由两根平行放置的磁芯构成，磁芯上的激励线圈反 向串联，感应线圈同向串联。这样的结构能够消除变压器效应产生的感应电动势，
x
i
i=1
(11)
由上式可知，磁通门的输出信号，是只含有偶次谐波的交流信号，而且与被
测量磁场 呈正比关系。
值得注意的是，以上推导过程建立在两根磁芯参数（包括形状参数）完全一
样以及上下磁芯激励线圈参数完全一样的基础上。因此在实际设计和应用过程中
也应该保证上下磁芯和激励线圈参数完全Байду номын сангаас样。
c) 环形磁通门传感器数学模型[1,2] 环形磁通门可以看作双芯磁通门的延伸，是一种差分结构的平行磁通门。环
图 1 所示是单磁芯磁通门传感器的原理图。在一根软磁性材料制成的磁芯上 分别缠绕激励线圈（又称初级线圈）和匝数为 的信号感应线圈（又称为次级线 圈）；设磁芯横截面积为 ，磁导率为 ，环境磁场强度为 。
N
He
U0
H0 图 1 单磁芯磁通门工作原理
对激励线圈加以角频率为 的正弦激励电流，产生激励磁场 ：
¥
å U = 4 MAH0w mi sin 2iwt
(14)
i=1
由该式可知，圆环形磁通门感应电动势的数学模型与双磁芯磁通门相同，输
出的信号是与待测量磁场 呈正比的偶次谐波分量交流信号。
2 磁通门信号检测方法[1,3]
通过对以上几种类型的磁通门输出感应电势的数学模型进行分析，可知：磁 通门输出信号各次谐波分量的相位与激励电源的相位有关，当被测量磁场反向时， 相位反转 180 度；谐波分量的频率均是激励电源的偶次谐波，各次谐波分量幅 度均随着饱和深度而变化。
(7)
式中： 为激励磁场强度幅值， 为信号感应线圈匝数为； 为磁芯截面
积， 为磁导率， 为环境磁场强度。
根据单芯型磁通门数学模型分析结果可知，图 4 所示磁通门上半磁场在感应
线圈中产生的感应电动势如下：
¥
¥
å å U
=
NSH
w
x
2mi sin 2iwt - NSHm
imi éëcos(2i + 1)wt - cos(2i - 1)wt ùû
i=1
(6)
å -
1 2
NSH
m
¥ i=1
m i
éëcos(2i
+
1)w
t
-
cos(2i
-
1)w
t
ùû
-
NSH m md
cosw
t
由上式可以清晰得得出：单磁芯型磁通门输出得感应电动势是包含了被测量
环境磁场 和激励磁场 的信息；当环境磁场为零时（ = 0）时，输出的感应
电动势只包含激励磁场 的信息，输出信号只含有激励信号频率的奇次谐波成分；
当前，采用二次谐波法测量磁通门信号面临的一个重要和需要改善的问题是： 采用谐波选择法进行信号分析和测量，最后的输出信号带有一个偏置电压，且具
有随机性。具体表现是，重复开启和关闭辅助电源设备，磁通门的输出信号都带 有一个偏置直流电压。当前，对这一偏置电压的处理办法是，通过添加调零电路、 或者数字标零等处理方式校正输出的零点，使输出信号能真正的做到零输出。目 前，还未有其它较好的解决方法。 e) 脉冲幅度检测法
芯磁感应强度随着激励磁场强度变化而变化的曲线。
图 2 磁芯磁导率随磁场变化曲线
（b） 图 3 磁芯磁感应强度随磁场强度变化曲线
磁导率 是一个没有正负之分的标量，且随着激励磁场强度| |的变化而变
化；因此当采用如图 3 所示的角频率为 的有极性激励磁场激励磁芯线圈时，可
把磁导率 看成一个角频率为2 的周期信号，且属于偶函数。可利用傅立叶级数
根据以上输出信号特征，目前有两种常见的磁通门输出信号检测方案：谐波 法，其中最常用的是二次谐波法；非谐波检测法，包括脉冲幅度法、脉冲间隔法、 脉冲宽度法和脉冲相位差值法，其中脉冲幅度法和脉冲间隔法是最为常用的两种 非谐波检测方法。因此本节将进一步介绍二次谐波检测法、脉冲幅度法和脉冲宽 度法。
d) 二次谐波检测法
对变化磁导率信号 ( )展开：
¥
å m = m + d
m i
cos
2iw
t
(4)
i=1
式中， 为磁导率中直流成分， 是各2 次谐波分量幅值。将式 4 代入式 2
可得如下表达式：
¥
¥
å å Uo
=
NSH
w
0
2mi
sin
2iw
t
+
NSH
w
m
sinw
t
2mi sin 2iwt
i=1
i=1
(5)
å æ
¥
ö
-
磁通门探测线圈是一种特殊变压器，磁芯工作在过饱和状态，磁芯磁导率 值周期性地从最大值变化到最小值，这样才能获得较强的磁通门信号。磁芯是磁 通门探测线圈的核心部件，磁通门探测线圈主要由磁芯、激励线圈和感应线圈组 成。因此，磁性材料的选择，磁芯的结构，感应线圈的匝数等，决定着磁通门性 能的好坏。在国内受目前制造工艺和基础材料研制情况的限制，谐波型磁通门的 发展受到一定的制约，近年来未有大的跨越发展。
激励电源的特性对磁通门性能的影响。采用二次谐波法处理磁通门信号时， 每一个电路的干扰都会影响磁通门传感器信号的处理效果。因此，对各环节电路 性能都要求较高，其中激励电源电路的性能是其中的一个重要电路环节。
激励电源电路的频率稳定度、幅值稳定性，相位稳定度以及波形质量都是影 响因素。对其性能的要求主要包括：频率稳定度，激励信号的频率会使磁通门输 出信号的频率与与后级滤波单元的中心频率偏移，这样会影响磁芯的灵敏度；电 压幅值稳定度激励电源电压幅值变化也是影响检测灵敏度的因素之一。幅值的变 化会带来磁芯激磁磁场强度的幅值的改变；相位稳定度，稳定的相位，才能保障 相敏检波环节的准确性。当二次谐波信号与基准方波信号间存在相差，会降低相 敏检波的能力；波形稳定度，激励电源的波形不稳定，会引起磁芯饱和角的变化， 导致检测的灵敏度变化。
(9)
对应在信号线圈中产生的感应电动势如下：
¥
¥
å å U = NSHxw 2mi sin 2iwt + NSHm imm éëcos(2i +1)wt - cos(2i - 1)wt ùû
i=1
i=1
(10)
å +
1 2
NSH m
¥ i=1
m i
éëcos(2i
+ 1)wt
-
cos(2i
- 1)wt
i=1
i=1
(8)
å -
1 2
NSH m
¥ i=1
m i
éëcos(2i
+
1)wt
-
cos(2i
-
1)w t
ùû
-
NSH
m
m d
cos w t
由于两个平行磁芯上的激励线圈反向串联，因此激励信号在下半磁芯内产生
的总磁感应强度 如下：
( ) ( ) B = m Hx - He = m Hx - Hm sinwt
磁通门电流测量基本原理
一 磁通门技术基本原理
磁通门技术起源于磁通门现象，是利用磁芯饱和现象实现被测量磁场磁调制， 实现磁场到电场的转化，完成磁场测量过程的技术。这种技术可以实现对微弱磁 场（10 − 10 ）的测量[1]。使用磁通门技术进行电流测量时，实现电场 到磁场、磁场到电场的两级转换过程；整个测量过程中待测量电流不与测量仪器 产生直接的电气连接，因此这种测量技术也是一种电流隔离测量技术。
1 磁通门分类
磁通门传感器种类众多，按照激励磁场与外界磁场的方向差异可以将其分为 以下三类：平行型磁通门、正交型磁通门和混合型磁通门；而其中平行型磁通门 传感器又分为单棒型磁通门、双棒型磁通门和环型磁通门[2]。调研结果显示平 行型磁通门传感器的应用较为广泛，而其中环型磁通门传感器是应用最为广泛的 一种传感器。 a) 单磁芯磁通门传感器数学模型[2,3]
脉冲幅检测法，是利用磁通门输出信号与幅值成比例的关系进行的测量。采 用这种方式，也可以得到与谐波法一样的结果。其原理图如图 8 所示。