次线圈流过被测电流 ii(。时，对于带间隙的闭环铁忍有：
[000引NiiiU)=Hs(t)S+HFe(t)lFe(D
[0009] 式中Ni为一次线圈的应数，当一次线圈为穿屯、母线时Ni=1，Hp,(t)和Hs(t)分 别为带间隙闭环铁巧的铁巧磁场强度和间隙磁场强度，Ipe和5分别为铁巧等效磁路长度 和间隙长度。对式（1)求导并考虑到间隙的填充物为非磁性材料且间隙长度5小，可得；
[0010]
【主权项】
1. 基于磁位计补偿的带间隙铁芯式罗氏线圈互感器，包括带间隙的闭环铁芯（I)、一 次线圈（2)、二次线圈（3)、磁位计骨架（4)、磁位计线圈（5)、内环开槽的环形屏蔽盒（6)、 第一双向稳压管（7)、第二双向稳压管（8)、第一运算放大器（9)、第二运算放大器（10)、信 号调理电路（11)、第一电阻（12)、第二电阻（13)、第三电阻（14)、积分电容（15)、第三运算 放大器（16)、模数转换器（17)、微处理器（18)和通信接口（19)，其特征在于磁位计骨架 (4)和磁位计线圈（5)构成磁位计，带间隙的闭环铁芯（1)、一次线圈（2)和二次线圈（3) 构成带间隙铁芯式罗氏线圈，带间隙铁芯式罗氏线圈和磁位计构成一次传感器；磁位计骨 架（4)为一条由非磁性材料制成的能弯曲的薄带，磁位计线圈（5)均匀地绕制在磁位计骨 架（4)上；闭环铁芯（1)上的间隙采用非磁性材料填充，磁位计紧贴带间隙的闭环铁芯（1) 外环表面并且远离铁芯上的间隙，一次线圈（2)和二次线圈（3)分别均匀地绕制在除间隙 以外的带有磁位计的带间隙闭环铁芯（1)的铁芯上，当一次线圈（2)为穿心母线时，带间隙 的闭环铁芯（1)上不需要绕制一次线圈；一次传感器安装在内环开槽的环形屏蔽盒（6)内， 一次线圈（2)、二次线圈（3)和磁位计线圈（5)的线圈端子引线由环形屏蔽盒（6)上的过 孔引出；第一运算放大器（9)和第二运算放大器（10)分别构成两个电压跟随器；信号调理 电路（11)具有二个相互独立的输入输出电压调理通道，信号调理电路（11)的第一输出端 和第二输出端分别与该信号调理电路（11)的第一输入端和第二输入端相对应；第一电阻 (12)、第二电阻（13)、第三电阻（14)、积分电容（15)和第三运算放大器（16)构成加法及有 损积分电路；模数转换器（17)、微处理器（18)和通信接口（19)构成数字输出电路；二次线 圈（3)的非同名端分别与第一双向稳压管（7)的一端和第一运算放大器（9)的同相输入端 相连，二次线圈（3)的同名端与地相连，第一双向稳压管（7)的另一端与地相连，磁位计线 圈（5)的非同名端分别与第二双向稳压管⑶的一端和第二运算放大器（10)的同相输入 端相连，磁位计线圈（5)的同名端与地相连，第二双向稳压管（8)的另一端与地相连，第一 运算放大器（9)的输出端与信号调理电路（11)的第一输入端相连，第二运算放大器（10) 的输出端与信号调理电路（11)的第二输入端相连，信号调理电路（11)的第一输出端分别 与第一电阻（12)的一端和模数转换器（17)的一个输入端相连，信号调理电路（11)的第 二输出端分别与第二电阻（13)的一端和模数转换器（17)的另一个输入端相连，第一电阻 (12)的另一端分别与第二电阻（13)的另一端、第三电阻（14)的一端、积分电容（15)的一 端和第三运算放大器（16)的反相输入端相连，第三运算放大器（16)的同相输入端与地相 连，第三电阻（14)的另一端与积分电容（15)的另一端和第三运算放大器（16)的输出端相 连，微处理器（18)分别与模数转换器（17)和通信接口（19)相连接；一次线圈（2)的两个 线圈端子为基于磁位计补偿的带间隙铁芯式罗氏线圈互感器的一次端口，第三运算放大器 (16)的输出端和地构成了互感器模拟量输出的二次端口，通信接口（19)的输出端口为互 感器数字量输出的二次端口。
2. 如权利要求1所述的基于磁位计补偿的带间隙铁芯式罗氏线圈互感器，其特征在于 所述的带间隙闭环铁芯（1)的铁芯等效磁路长度与间隙长度之比小于等于100。
3. 如权利要求1所述的基于磁位计补偿的带间隙铁芯式罗氏线圈互感器，其特征在于 所述的带间隙闭环铁芯（1)为矩形或圆形铁芯。
4. 如权利要求1所述的基于磁位计补偿的带间隙铁芯式罗氏线圈互感器，其特征在于 所述的第一电阻（12)、第二电阻（13)和第三电阻（14)采用纯阻性精密电阻，其温度漂移率 需低于5ppm/°C。
5.如权利要求1-4任何一项所述的基于磁位计补偿的带间隙铁芯式罗氏线圈互感器， 其特征在于所述的积分电容（15)采用额定电压为10V、温度从-5°C到40°C时标称温度系数 为零且允许偏差为±30ppm/°C的电容。
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于磁位计补偿的带间隙铁芯式罗氏线圈互感器，包括带间隙的闭环铁芯、一次线圈、二次线圈、磁位计骨架、磁位计线圈、内环开槽的环形屏蔽盒、第一双向稳压管、第二双向稳压管、第一运算放大器、第二运算放大器、信号调理电路、第一电阻、第二电阻、第三电阻、积分电容、第三运算放大器、模数转换器、微处理器和通信接口；本实用新型利用磁位计对带间隙铁芯式罗氏线圈的传感误差进行补偿，能输出与含有谐波的一次电流成线性比例关系的电压模拟量和数字量，克服了空心式罗氏线圈输出信号小以及准确度低的问题，解决了带间隙铁芯式罗氏线圈互感器由铁芯产生的非线性误差问题，实现了对一次电流基波和谐波分量的准确传感。
【IPC分类】H01F38-32, H01F27-28, G01R19-25
【公开号】CN204464036
【申请号】CN201520148282
【发明人】谢岳
【申请人】中国计量学院
【公开日】2015年7月8日
【申请日】2015年3月16日