[发明专利]超微晶合金磁芯钳形电流传感器及测量方法

权利要求书

1.一种超微晶合金磁芯钳形电流传感器，其组成包括：超微晶合金磁芯，其特征是：所述的超微晶合金磁芯上套有多个PCB竖板，多个所述的PCB竖板均匀分布在所述的超微晶合金磁芯上，所述的PCB竖板的下端与PCB横板固定连接，所述的PCB竖板衫缠绕有Rogowski线圈。

2.根据权利要求1所述的超微晶合金磁芯钳形电流传感器，其特征是：所述的PCB竖板是由双层板组合形成的一体式结构。

3.根据权利要求1或2所述的超微晶合金磁芯钳形电流传感器，其特征是：所述的Rogowski线圈的匝数为10-30匝，每两匝所述的Rogowski线圈之间的距离为10mil。

4.一种权利要求1-3所述的超微晶合金磁芯钳形电流传感器的测量方法，其特征是：该方法包括如下步骤：

（1）利用Rogowski线圈的基本原理测量流经中心导体的被测电流，并采用超微晶合金磁芯的方式提高线圈的输出电压，具体过程为：

Rogowski线圈截面的内径为r₁，外径为r₂，高度为h，线圈内部导磁材料的磁导率为μ_rμ_0，，若流经线圈中心导体的交流电流为i(t)，根据安培环路定律，则有：

故位于距中心导体r处的磁场强度H(t)与磁感应强度B(t)分别为：

于是穿过线圈截面的磁通量Φ(t)为：

因此，匝数为n的线圈中的感应电动势e(t)为：

而线圈开路状态时，输出电压u(t)为：

其中，μ_r为超微晶合金的相对磁导率，μ₀为真空中的磁导率，在SI中，真空中的磁导率μ₀=4π×10-7 H/m，

由此可见，当被测交流电流i(t)流经超微晶磁芯Rogowski线圈的中心导体时，线圈的输出电压u(t)与电流i(t)对时间t的导数成正比关系，

函数关系为：

式中，i为被测电流，单位为mA，

u为超微晶Rogowski电流传感器的输出电压，单位为mV，

故对输出电压信号u(t)进行积分运算与幅值调整后即可得到被测电流i(t)；

（2）最后经过A/D转换与积分电路的处理得到被测电流的数字信号，传送至后续环节进行处理。