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基于3D叠层微线圈的全柔性膜-岛结构电磁振动传感器
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作者 赵东阳 张晓龙 +1 位作者 张婕 何剑 《传感器与微系统》 北大核心 2025年第5期99-102,共4页
柔性振动传感器在机械结构监测、机器振动及人体运动监测等领域应用广泛。柔性电磁传感器因受限的磁场及线圈匝数而输出性能较低。研制了一种基于3D叠层微线圈的全柔性膜-岛结构电磁振动传感器。通过引入磁性膜-岛结构集中通过线圈的磁... 柔性振动传感器在机械结构监测、机器振动及人体运动监测等领域应用广泛。柔性电磁传感器因受限的磁场及线圈匝数而输出性能较低。研制了一种基于3D叠层微线圈的全柔性膜-岛结构电磁振动传感器。通过引入磁性膜-岛结构集中通过线圈的磁场,传感器输出电压增加了1.6倍。柔性线圈的多层堆叠设计使传感器输出增加了2.4倍。该全柔性电磁振动传感器能够响应频率为3~16 Hz的振动。当频率为3 Hz时,传感器输出电压灵敏度为0.0490 mV/(m/s^(2))。此外,该全柔性电磁振动传感器能够监测人体的不同运动,包括走路、跳跃及跑步。该研究为可穿戴人体智能感知领域提供了广阔的应用前景。 展开更多
关键词 柔性 电磁感应 振动传感器 3D叠层线圈 膜-岛结构 人体运动监测
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磁聚焦式扭矩传感器激励线圈控制策略研究
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作者 王宪彬 孙士铭 +2 位作者 李志鹏 董晟 乔明泽 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2024年第5期19-25,共7页
为测量旋转轴不同工况下的扭矩,提出了一种基于磁聚焦式扭矩传感器的激励线圈控制策略。该控制策略以控制传感器稳定输出幅值为2 mV电信号为目标,将感应电压数学模型和正交试验法相结合,对各个工况下的激励线圈控制策略进行设计,并利用M... 为测量旋转轴不同工况下的扭矩,提出了一种基于磁聚焦式扭矩传感器的激励线圈控制策略。该控制策略以控制传感器稳定输出幅值为2 mV电信号为目标,将感应电压数学模型和正交试验法相结合,对各个工况下的激励线圈控制策略进行设计,并利用MATLAB和COMSOL软件对各控制策略进行理论计算和有限元仿真验证。为模拟传感器在台架实验中得到的带噪声信号,对仿真得到的输出电信号添加高斯白噪声,利用MATLAB仿真软件对带噪声信号进行滤波优化。仿真结果表明:该控制策略能够使传感器在旋转轴的不同工况下,稳定输出幅值为2 mV的类正弦电压信号,验证了其可行性。 展开更多
关键词 磁聚焦 扭矩传感器 激励线圈控制策略 圆环线圈 滤波优化
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基于模和阻抗角的自感式位移传感器阻抗建模 被引量:3
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作者 陈信维 李红伟 +2 位作者 任宗强 于文涛 丁印恕 《电工技术学报》 北大核心 2025年第2期387-397,共11页
目前主动磁悬浮轴承广泛用于工业各领域,而位移传感器是影响磁悬浮轴承控制性能的重要部件。为了研究位移传感器的性能,首先必须建立准确的传感器模型,因此,该文根据自感式位移传感器的工作原理,通过引入铁心复磁导率和气隙磁阻杂散系数... 目前主动磁悬浮轴承广泛用于工业各领域,而位移传感器是影响磁悬浮轴承控制性能的重要部件。为了研究位移传感器的性能,首先必须建立准确的传感器模型,因此,该文根据自感式位移传感器的工作原理,通过引入铁心复磁导率和气隙磁阻杂散系数,提出一种基于阻抗的模和阻抗角的自感式位移传感器阻抗建模方法。然后根据实验数据得到了模型参数,运用阻抗改进模型预测不同激励频率下传感器的输出电压和灵敏度。最后与传感器静态性能实验结果相比,输出电压的预测误差小于0.05 V,灵敏度的预测相对误差小于1%,验证了阻抗改进模型的准确性。所建阻抗改进模型为进一步研究自感式位移传感器的动态输出性能提供了理论基础。 展开更多
关键词 主动磁悬浮轴承 自感式位移传感器 铁心线圈阻抗建模 相对复磁导率 气隙磁阻杂散系数
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基于Rogowski线圈电流传感器的研制 被引量:58
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作者 翟小社 王颖 林莘 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2002年第3期19-22,26,共5页
论述了Rogowski线圈电流传感器的系统结构、工作原理、制作工艺等环节。对罗氏线圈进行了灵敏度测量 ,并对实验结果进行了分析。另外 ,论述了罗氏线圈传感器的功能与对应的软硬件措施。对抗干扰问题进行了讨论。
关键词 rogowski线圈 灵敏度 单片机 抗干扰
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基于自积分Rogowski线圈的脉冲电流传感器的建模研究 被引量:7
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作者 柯春俊 张国钢 +1 位作者 翟小社 耿英三 《电工电能新技术》 CSCD 北大核心 2010年第2期67-71,共5页
自积分式Rogowski线圈的体积小、频率响应高,是测量脉冲大电流信号的理想手段。本文分析了Rogowski线圈测量脉冲电流的原理,建立了自积分式Rogowski线圈分布式参数模型,分析了影响线圈频率特性的主要因素,采用电磁场数值分析方法建立了... 自积分式Rogowski线圈的体积小、频率响应高,是测量脉冲大电流信号的理想手段。本文分析了Rogowski线圈测量脉冲电流的原理,建立了自积分式Rogowski线圈分布式参数模型,分析了影响线圈频率特性的主要因素,采用电磁场数值分析方法建立了线圈三维电磁场模型,提取了线圈的电感、电容参数。利用求取的参数及等效电路,对其开环特性、闭环转移阻抗及相关影响因素进行仿真,仿真与实验结果对比表明了所建立电路模型的合理性,同时验证了参数的准确性。 展开更多
关键词 rogowski线圈 脉冲电流 分布参数模型 频率特性
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Rogowski线圈的FBG电流传感器研究 被引量:2
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作者 代云洪 胡明耀 +5 位作者 王振 许晓平 李英娜 许俊飞 彭李 李川 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2014年第3期432-436,共5页
电流是电力设备进行计量、监控和保护的重要参量,对其准确测量是电力系统安全、稳定、可靠和经济运行的保证。研制了一种Rogowski线圈、叠堆压电陶瓷和光纤Bragg光栅组合成的测量大电流的电流传感器。利用Rogowski线圈把高压侧大电流线... 电流是电力设备进行计量、监控和保护的重要参量,对其准确测量是电力系统安全、稳定、可靠和经济运行的保证。研制了一种Rogowski线圈、叠堆压电陶瓷和光纤Bragg光栅组合成的测量大电流的电流传感器。利用Rogowski线圈把高压侧大电流线性地转换为低电压,输出电压加在叠堆压电陶瓷上,由逆压电效应,叠堆压电陶瓷伸缩带动光纤Bragg光栅伸缩,将叠堆压电陶瓷的应变线性转换为光纤Bragg光栅的中心反射波长的移位,增加温补光栅消除环境温度的影响,通过测量光纤Bragg光栅中心反射波长的移位来测量电流的大小。测试结果表明,该电流传感器的灵敏度为0.071 8pm/A,非线性误差为3.47%FS,滞后误差为4.17%FS,重复性误差为4.17%FS。 展开更多
关键词 rogowski线圈 光纤BRAGG光栅 电流传感器 叠堆型压电陶瓷 温度补偿
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基于Rogowski线圈的高压设备工频泄漏电流传感器的研制 被引量:2
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作者 张重远 张建兴 +1 位作者 律方成 刘云鹏 《华北电力大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2006年第2期5-7,共3页
利用Rogowski线圈外积分回路具有的选频特性,制作了可以测量微小工频泄漏电流的Rogowski线圈传感器。对该传感器做了特性测试和实际泄漏电流的测量实验,结果表明,该传感器抗干扰能力强、测量精度高,能够满足现场测量的需要。
关键词 rogowski线圈 测量 泄漏电流 工频
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一种用于管道检测的平面L形电涡流传感器
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作者 卢亚丁 雷华明 《仪表技术与传感器》 北大核心 2025年第1期1-6,共6页
在金属油气管道检测中,传感器性能至关重要。针对传统涡流检测对特定方向上缺陷检测效果较差的问题,提出了一种L形差分线圈设计。首先,分析了激励线圈的磁场空间分布,以确定线圈设计的基本要求;然后,利用COMSOL有限元软件构建了检测系... 在金属油气管道检测中,传感器性能至关重要。针对传统涡流检测对特定方向上缺陷检测效果较差的问题,提出了一种L形差分线圈设计。首先,分析了激励线圈的磁场空间分布,以确定线圈设计的基本要求;然后,利用COMSOL有限元软件构建了检测系统模型,并对不同传感器线圈的检测性能进行模拟;最后,制造了基于PCB的电涡流传感器并对其进行了仿真与实验验证。仿真结果表明:该L形电涡流传感器在检测轴向缺陷时的差分信号较传统方法提升了122%,并对不同方向的缺陷具有近似的敏感度。实验进一步验证了该传感器能有效地检测管道内各个方向的不同缺陷,具有小体积、低成本、低功耗等优点,特别适用于小口径管道的检测。 展开更多
关键词 涡流传感器 线圈设计 无损检测 管道检测
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PCB罗氏线圈电流传感器积分误差的数字补偿策略 被引量:2
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作者 姚宇 周泽 +1 位作者 石亚飞 辛振 《电源学报》 CSCD 北大核心 2024年第3期264-271,共8页
准确可靠的开关电流信息是电力电子变换器实现闭环控制、谐波抑制和短路保护的关键要素,有利于进一步提升功率器件的可靠性。PCB罗氏线圈电流传感器因其高带宽、小体积、低成本和低侵扰的特点,具有重要的研究价值和应用前景。然而,传统... 准确可靠的开关电流信息是电力电子变换器实现闭环控制、谐波抑制和短路保护的关键要素,有利于进一步提升功率器件的可靠性。PCB罗氏线圈电流传感器因其高带宽、小体积、低成本和低侵扰的特点,具有重要的研究价值和应用前景。然而,传统积分处理电路存在漂移误差与下垂误差,严重限制了PCB罗氏线圈电流传感器的测量精度。首先,本文采用复位型积分电路以避免漂移误差的持续累积,并消除下垂误差带来的影响。同时,针对复位型积分电路存在的漂移误差与偏置误差提出一种数字补偿策略,该方案采用数字信号处理器控制数模转化模块产生模拟补偿信号,并通过高速减法器消除误差,具有补偿精度高、调整方式简单的优点,可以大幅减小积分误差造成的影响;最后,基于双脉冲测试平台分别进行双脉冲、多脉冲和短路保护实验,验证了所提PCB罗氏线圈电流传感器的性能。 展开更多
关键词 PCB罗氏线圈电流传感器 误差补偿 短路保护 可靠性
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非接触小型电感式中空电机转子位置传感器设计
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作者 孙新睿 张华 +4 位作者 陈丰 魏超 白阳 李兵兵 庄伟超 《重庆理工大学学报(自然科学)》 北大核心 2025年第7期86-93,共8页
转子位置传感器是实现电机精准控制的关键,针对传统转子位移传感器安装不灵活、成本高的问题,设计了一种电感式电机转子位置传感器。阐述了基于电磁感应原理和电涡流效应获取感应电压信号的工作原理,通过对转子平面距离定子的有限元磁... 转子位置传感器是实现电机精准控制的关键,针对传统转子位移传感器安装不灵活、成本高的问题,设计了一种电感式电机转子位置传感器。阐述了基于电磁感应原理和电涡流效应获取感应电压信号的工作原理,通过对转子平面距离定子的有限元磁场强度的分析,确定了安装的最佳气隙(2 mm),并在Maxwell中建立了定、转子的电磁耦合仿真模型,验证了所设计传感器敏感线圈的有效性。根据线圈结构和电路设计制作了传感器样片,传感器定子体积仅有4.715 cm^(3),转子通过热套在轴上几乎不占空间。利用上位机和算法对其信号进行校准,通过计数器加增量式测量方式实现转子0~360°测量,校准后的信号接近标准正余弦。仿真结果与实验结果一致,传感器结构与电路设计合理,实现了针对电机传感器的小型化。 展开更多
关键词 转子位置传感器 线圈设计 涡流效应 电磁耦合
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基于微型平面线圈的微颗粒识别计数传感器
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作者 周克佳 张玉东 +3 位作者 邱京江 齐国臣 豆帅威 卫荣汉 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2024年第3期71-75,共5页
针对基于光学或荧光传感原理开发的微颗粒计数常规技术存在需对样品预处理、无法实时检测或无法精确识别微颗粒大小等问题,基于电磁感应原理,采用微型平面线圈提出了一种微颗粒识别计数传感器,可在无需预处理的情况下对不同材质及尺寸... 针对基于光学或荧光传感原理开发的微颗粒计数常规技术存在需对样品预处理、无法实时检测或无法精确识别微颗粒大小等问题,基于电磁感应原理,采用微型平面线圈提出了一种微颗粒识别计数传感器,可在无需预处理的情况下对不同材质及尺寸的微颗粒进行精确识别与实时计数,实验选用了钢、铜及铝3种材质及粒径范围为250~1000μm的金属微球进行测试,检测结果表明,开发的微颗粒计数传感器具有精确识别与计数能力。有望为细胞定量封装、药物定量输送、工业微颗粒检测等应用提供一种新的技术方案。 展开更多
关键词 金属微颗粒 微型平面线圈 计数传感器 尺寸识别 实时计数
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磁传感器检测磁性纳米粒子方法研究 被引量:2
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作者 耿跃华 王欣瑜 翁玲 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2024年第3期22-25,30,共5页
磁性纳米粒子表面修饰后,可以与核酸、蛋白质、重金属离子等物质结合,通过检测磁粒子的磁响应信号,可以得到待测物的含量。基于电磁学理论与隧道磁阻效应,设计了一种用于检测不同质量磁性纳米粒子磁信号的测试平台。利用COMSOL Multiphy... 磁性纳米粒子表面修饰后,可以与核酸、蛋白质、重金属离子等物质结合,通过检测磁粒子的磁响应信号,可以得到待测物的含量。基于电磁学理论与隧道磁阻效应,设计了一种用于检测不同质量磁性纳米粒子磁信号的测试平台。利用COMSOL Multiphysics有限元分析软件优化了磁场产生装置,改进后的线圈在通入直流电流不变的情况下,能将磁场的均匀区域扩大1.5倍,数值提高2 Gs。新型三匝线圈的实验结果与仿真结果相比最大误差为6.25%。选择了适合常规样品的磁场检测装置,分析了各类传感器的最优测量方向,测得了磁粒子质量与输出信号的关系曲线。实验结果表明:随着悬浮液中磁粒子含量的增加,隧道磁阻(TMR)传感器的输出信号也呈上升趋势,两者为线性正比关系。 展开更多
关键词 定量检测 磁性纳米粒子 亥姆霍兹线圈 隧道磁阻传感器
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用于110kV变压器的空心线圈电流传感器研究 被引量:16
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作者 郭晓华 叶妙元 +4 位作者 徐雁 朱明钧 张庆 廖京生 胡爱华 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2002年第3期23-26,共4页
介绍了一种用于 110kV变压器的空心线圈电流传感器的主要特点、测量原理、系统结构和设计方法 ,并给出了实验结果。
关键词 rogowski线圈 积分器 电流传感器
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基于Rogowski线圈的电子式电流互感器暂态特性研究 被引量:36
14
作者 李伟 尹项根 +5 位作者 陈德树 陈卫 张哲 聂一雄 韩小涛 谢彬 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2008年第10期34-37,共4页
旨在改善基于Rogowski线圈的电子式电流互感器的暂态特性,对Rogowski线圈分别配合理想积分器和实际电路中采用的非理想积分器进行了暂态特性仿真,仿真结果表明Rogowski线圈配合理想积分器时电子式电流互感器将有优良的暂态特性,但是如... 旨在改善基于Rogowski线圈的电子式电流互感器的暂态特性,对Rogowski线圈分别配合理想积分器和实际电路中采用的非理想积分器进行了暂态特性仿真,仿真结果表明Rogowski线圈配合理想积分器时电子式电流互感器将有优良的暂态特性,但是如果非理想积分器参数设计不当,电子式电流互感器的暂态特性将被严重恶化。因此,提高积分电容容值或者反馈电阻阻值,将能改善电子式电流互感器的暂态特性。设定暂态电流衰减时间常数为标准IEC60044-8给定的最严格值,通过不同的参数配合进行仿真与比较,确定了一套能获得良好暂态特性的积分器参数。在此基础上,设计了一种由Rogowski线圈和改进的有源积分电路组成的电子式电流互感器电流传感元件。实验表明该电子式电流互感器电流传感元件具有良好的稳态交流测量精度,并能有效地测量暂态故障电流。 展开更多
关键词 rogowski线圈 积分器 暂态特性 电子式电流互感器
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基于Rogowski线圈的电子式电流互感器复合误差计算方法 被引量:37
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作者 刘彬 叶国雄 +2 位作者 郭克勤 毛安澜 万罡 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第10期2391-2397,共7页
电子式电流互感器复合误差的计算与分析是提高获取电力系统运行信息精度的重要内容。为了准确测量电子式互感器的复合误差,介绍了电子式电流互感器的误差校验方法,分析了基于Rogowski线圈的电子式电流互感器基本工作原理,从而提出了多... 电子式电流互感器复合误差的计算与分析是提高获取电力系统运行信息精度的重要内容。为了准确测量电子式互感器的复合误差,介绍了电子式电流互感器的误差校验方法,分析了基于Rogowski线圈的电子式电流互感器基本工作原理,从而提出了多种基于Rogowski线圈的电子式电流互感器的复合误差计算方法。在此基础上对各种复合误差计算方法进行比较与分析,提出了基于Hilbert变换的复合误差计算方法。结果表明:Hilbert变换在信号为标准正弦信号时,计算结果不受采样频率的影响,当信号频率在常见范围内波动时,计算结果都能满足误差限值要求,即使信号出现一定谐波含量,也能达到准确度要求,因此选择Hilbert变换作为基于Rogowski线圈的电子式互感器复合误差计算的积分算法。实际检测证明基于Hilbert变换的Rogowski线圈复合误差计算方法是可行的。 展开更多
关键词 rogowski线圈 电子式电流互感器 复合误差 HILBERT变换 模拟积分 数字积分
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用于小电流测量的Rogowski线圈电流互感器 被引量:41
16
作者 廖京生 郭晓华 +2 位作者 朱明均 叶妙元 杨泽富 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2003年第2期56-59,共4页
在用 Rogowski线圈测量电流时 ,国外通常把小于 1 0 0 0 A的电流测量统称为小电流测量。当 Rogowski线圈测量小于 1 0 0 A电流时 ,线圈所感应出的电压信号极其微弱 (仅为几 m V到几十m V) ,易受干扰而很难准确测量 ,因此 ,电力系统中研... 在用 Rogowski线圈测量电流时 ,国外通常把小于 1 0 0 0 A的电流测量统称为小电流测量。当 Rogowski线圈测量小于 1 0 0 A电流时 ,线圈所感应出的电压信号极其微弱 (仅为几 m V到几十m V) ,易受干扰而很难准确测量 ,因此 ,电力系统中研制用于小于或等于 1 0 0 A电流的 Rogowski电流互感器一直是公认的一大难题。文中介绍了一种通过后续电路的处理来测量小电流的新型Rogowski电流互感器 ,给出了其基本原理、实现和频率响应特性 ,最后就额定电流为 1 0 0 A的Rogowski电流互感器给出了实验结果。实验数据证明 ,其精度达到了 0 .2级。这种方法在测量额定值为几十 A甚至几 展开更多
关键词 小电流测量 rogowski线圈 电流互感器 频率响应特性
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电流互感器传感头Rogowski线圈的研究与设计 被引量:14
17
作者 贾春荣 邸志刚 +2 位作者 张庆凌 侯国强 金建国 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2010年第3期15-17,22,共4页
为了解决精确测量小电流这一难题,对传感头Rogowski线圈进行研究设计,通过对制作材料及制作方法上的改进,研制了一种适用于小电流测量的Rogowski线圈作为电流互感器的传感头,并利用后续电路对Rogowski线圈输出的信号进行处理,从而精确... 为了解决精确测量小电流这一难题,对传感头Rogowski线圈进行研究设计,通过对制作材料及制作方法上的改进,研制了一种适用于小电流测量的Rogowski线圈作为电流互感器的传感头,并利用后续电路对Rogowski线圈输出的信号进行处理,从而精确测量小电流,并给出试验结果。试验结果表明,该设计方案准确可行,可以使该系统的精度满足国标0.2级标准。 展开更多
关键词 电流互感器 rogowski线圈 信号处理
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基于Rogowski线圈的电子式电流互感器的积分器技术 被引量:35
18
作者 谢彬 尹项根 +1 位作者 张哲 李伟 《继电器》 CSCD 北大核心 2007年第3期45-50,86,共7页
积分器是基于Rogowski线圈的电子式电流互感器中的关键环节之一。分别论述了三种积分器的设计与实现,并对其性能进行了比较:用模拟电路实现的积分器不但在测量稳态电流上有很高的精度,还能较真实地反映故障电流的暂态过程,能稳定可靠地... 积分器是基于Rogowski线圈的电子式电流互感器中的关键环节之一。分别论述了三种积分器的设计与实现,并对其性能进行了比较:用模拟电路实现的积分器不但在测量稳态电流上有很高的精度,还能较真实地反映故障电流的暂态过程,能稳定可靠地应用于测量、保护等实际工程领域。用数值算法实现的积分器由于其精度与算法实现问题,还需进一步研究与完善。采用集成芯片构成的数字积分器适用于计量系统,但在保护系统中使用具有一定的局限性。 展开更多
关键词 rogowski线圈 电子式电流互感器 积分器 暂态性能
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Rogowski电流传感器及其在电阻焊数据采集中的应用 被引量:9
19
作者 马跃洲 金丽华 陈剑虹 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2004年第2期1-4,共4页
Rogowski线圈电流传感器由均匀密绕的挠性空心线圈和积分器构成,由于其原理和结构特点,特别适合于电阻焊次级电流的测量.讨论了Rogowski线圈工作原理、积分器设计及误差、传感器电路模型和灵敏度的频率响应,设计了用于电阻焊测量的电流... Rogowski线圈电流传感器由均匀密绕的挠性空心线圈和积分器构成,由于其原理和结构特点,特别适合于电阻焊次级电流的测量.讨论了Rogowski线圈工作原理、积分器设计及误差、传感器电路模型和灵敏度的频率响应,设计了用于电阻焊测量的电流传感器,据此研制出ADuC812单片机为核心的电阻焊数据采集系统,并进行了低碳钢板搭接点焊试验和电压电流等信号的采集.初步分析认为,焊接电压、电流信号及接头动态电阻、输入功率与熔核形态密切相关,可用于电阻点焊接头质量的在线监控. 展开更多
关键词 电阻点焊 rogowski线圈 电流传感器 单片机 数据采集
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Rogowski电流互感器中测量线圈的互换性研究 被引量:13
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作者 张可畏 陈立新 +1 位作者 黄智宇 段雄英 《高压电器》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第4期265-267,共3页
测量线圈具有互换性是Rogowski电流互感器进入工业化生产的要求。介绍了测量线圈互换性的概念,回顾了测量线圈的基本原理,利用线圈轮廓上磁感应强度分布和线圈等效电路,详细分析了Rogowski线圈的结构和电磁参数对其互换性的影响;在理论... 测量线圈具有互换性是Rogowski电流互感器进入工业化生产的要求。介绍了测量线圈互换性的概念,回顾了测量线圈的基本原理,利用线圈轮廓上磁感应强度分布和线圈等效电路,详细分析了Rogowski线圈的结构和电磁参数对其互换性的影响;在理论分析的基础上提出了提高线圈互换性的思路和方法。 展开更多
关键词 电流互感器 rogowski线圈 互换性
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