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PEM罗氏线圈的结构组成和工作原理详解

发表时间:2019-09-30  |  点击率:617
   PEM罗氏线圈是一种空心环形的线圈,包括线圈和骨架两个部分,骨架有柔性和硬性两种,柔性骨架的PEM罗氏线圈也称柔性探头,可以直接套在被测量的导体上来测量交流电流。主要用于测量交流电流。PEM罗氏线圈工作原理是线圈骨架围绕被测导体,导体周围的磁场会随着导体中电流的改变而改变,骨架上的漆包线会因此感应出电动势。根据数学推导,该电动势与导体中电流的导数成正比,而比例系数跟线圈匝数、骨架横截面、磁导通率等有关,将该电动势积分运算后可还原导体中的电流。一个完整的PEM罗氏线圈电流测量系统应该包括一个线圈和一个积分器。

PEM罗氏线圈


  PEM罗氏线圈是一个均匀缠绕在非铁磁性材料上的环形线圈。输出信号是电流对时间的微分。通过一个对输出的电压信号进行积分的电路,就可以真实还原输入电流。该线圈具有电流可实时测量、响应速度快、不会饱和的特点,适用交流尤其是高频大电流测量。
 
  PEM罗氏线圈测量电流的理论依据是法拉第电磁感应定律和安培环路定律,当被测电流沿轴线通过PEM罗氏线圈中心时,在环形绕组所包围的体积内产生相应变化的磁场,强度为H,由安培环路定律得: ∮H·dl=I(t) 由B=μH,e(t)=dΦ/dt,Ф=N∫B·dS,e(t)=M·di/dt,得: 其截面为矩形时,互感系数M和自感系数L分别为: M=μ0Nhln(b/a)/2π L=μ0N^2hln(b/a)/2π 上式中,H为线圈内部的磁场强度,B为线圈内部的磁感应强度,μ0为真空磁导率,N为线圈匝数,e(t)为线圈两端的感应电压,a, b分别为线圈横截面的内外径,h为截面高度。由此可见,线圈一定时,M为定值,线圈的输出电压与di/dt成正比。也就是说,PEM罗氏线圈的输出电压与被测电流的微分成正比,只要将其输出经过的积分器,即可得到与一次电流成正比的输出电压。
 
  根据电磁感应定律及安培环路定理,PEM罗氏线圈输出感应电动势与一次电流变化率成正比。也就是其输出电压与电流的微分成正比,因此,采用微分的逆运算--积分可以将输出还原为与输入一次电流成正比的电压信号,通过测量该信号,可以更加直接的反映一次电流。
 
  以上就是关于PEM罗氏线圈的工作原理介绍,希望对您有所帮助!