羅氏線圈(Rogowski線圈)又叫電流測量線圈、微分電流傳感器，主要用于測量交流電流。羅氏線圈工作原理是線圈骨架圍繞被測導(dǎo)體，導(dǎo)體周圍的磁場會隨著導(dǎo)體中電流的改變而改變，骨架上的漆包線會因此感應(yīng)出電動(dòng)勢。根據(jù)數(shù)學(xué)推導(dǎo)，該電動(dòng)勢與導(dǎo)體中電流的導(dǎo)數(shù)成正比，而比例系數(shù)跟線圈匝數(shù)、骨架橫截面、磁導(dǎo)通率等有關(guān)，將該電動(dòng)勢積分運(yùn)算后可還原導(dǎo)體中的電流。一個(gè)完整的羅氏線圈電流測量系統(tǒng)應(yīng)該包括一個(gè)線圈和一個(gè)積分器，下面我們通過對線圈及積分器的介紹，讓大家對羅氏線圈工作原理有一個(gè)詳盡的了解。

一羅氏線圈工作原理

圖示：羅氏線圈探頭基本結(jié)構(gòu)原理示意圖

　　羅氏線圈是一種空心環(huán)形的線圈，有柔性和硬性兩種，可以直接套在被測量的導(dǎo)體上來測量交流電流。其設(shè)計(jì)基本原理如上圖所示：

　　羅氏線圈測量電流的理論依據(jù)是法拉第電磁感應(yīng)定律和安培環(huán)路定律，當(dāng)被測電流沿軸線通過羅氏線圈中心時(shí)，在環(huán)形繞組所包圍的體積內(nèi)產(chǎn)生相應(yīng)變化的磁場，強(qiáng)度為H，由安培環(huán)路定律得：

　　∮H·dl=I(t)

　　由B=μH，e(t)=dΦ/dt，Ф=N∫B·dS，e(t)=M·di/dt，得：

　　其截面為矩形時(shí)，互感系數(shù)M和自感系數(shù)L分別為：

　　M=μ0Nhln(b/a)/2π

　　L=μ0N^2hln(b/a)/2π

　　上式中，H為線圈內(nèi)部的磁場強(qiáng)度，B為線圈內(nèi)部的磁感應(yīng)強(qiáng)度，μ為真空磁導(dǎo)率，N為線圈匝數(shù)，e(t)為線圈兩端的感應(yīng)電壓a、b分別為線圈橫截面的內(nèi)外徑，h為截面高度。由此可見，線圈一定時(shí)，M為定值，線圈的輸出電壓與di/dt成正比。

二積分器工作原理

　　若想準(zhǔn)確將羅氏線圈的線圈感應(yīng)電動(dòng)勢輸出還原為測量的交流電流i，還必須加一個(gè)反相積分電路。因羅氏線圈感應(yīng)出的電壓很小，為了放大該感應(yīng)電壓，須在積分器前面加一放大電路。積分是一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)，被還原的信號非常小，為方便測量，先將信號放大再積分，這樣一方面可以增大還原信號，另一方面，電容的存在可以過濾掉不必要的干擾。積分器通過對羅氏線圈感應(yīng)電壓的放大和積分處理，可還原出所測量的交流電流。放大積分電路原理圖如下所示：

圖示：放大積分電路原理示意圖

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