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       罗氏线圈在有源滤波中有哪些应用呢？

       非线性负荷在电网中的广泛应用带来了一系列谐波问题。

       谐波的主要危害包括：

       增加电力设施负荷，降低系统功率因数，降低发电、输电、用电设备的有效容量和效率，造成设备浪费、线路浪费和电能损耗；

       造成无功补偿电容器谐振和谐波电流放大，导致电容器组因过流或过电压而损坏或无法投入运行；

       谐波会改变保护继电器的动作特性，引起继电保护设施的误动作，导致继电保护等自动装置的紊乱。

       为了消除或减少电网中的谐波，人们提出了无源滤波和有源滤波的解决方案。无源滤波(FC)主要利用阻容元件的LC谐振特性，在系统中针对特定频率形成低阻通道。这种低电阻通道与系统阻抗形成分流关系，允许谐波成分流经滤波系统对系统进行滤波。有源滤波(APF)利用现代电力电子器件，主动产生与系统谐波同幅反相的谐波，从而“抵消”系统产生的谐波。

       有源滤波器的原理图可以看出，测量负载电流并输入电流跟踪控制电路是有源滤波器的关键环节，测量精度和响应时间将直接影响滤波效果。

       工程问题

       有源滤波器的应用行业包括电镀企业、水处理设备、石化企业、大型商场写字楼、精密电子企业、机场/港口供电系统、YL机构等。负载电流从几百安培到几千安培不等。通常情况下，滤波器制造商使用传统CT测量负载电流，但由于现场条件不同，面临不同的困难。

       在改造工程中，由于母线或电缆已经安装，使用穿芯ct时必须进行大量的拆装工作；

       有的开关柜内部空间狭小，母线间距刚好符合绝缘要求，CT尺寸大于间隙，安装困难。或者CT尺寸合适，但工程师现场施工难度很大；

       公共汽车的大小和形状差异很大。不同的项目需要采购不同尺寸的CT，给采购工作带来很多困难。有些项目甚至要定制CT，不仅成本高，还可能影响工期；

       有些项目刚开始的时候负荷很小，随着时间的发展负荷逐渐增大。如果选择小范围的ct，后期由于饱和问题需要更换CT。如果一开始选择大范围的CT，那么一开始电流就很小，会影响测量精度和滤波效果。

       罗氏线圈（Rogowski Coil），全称罗哥夫斯基线圈，由于罗氏线圈不含铁芯，也称空心线圈。

       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。

       Rogowski Coil线圈无铁磁材料，无磁滞效应，相位误差几乎为零；没有磁饱和现象，所以测量范围可以从几安培到几百千安培的电流；结构简单，与被测电流无直接电路连接。响应频率带宽为0.1Hz-1MHz。    

       与传统的铁芯变压器相比，罗果夫斯基线圈具有测量范围宽、精度高、稳定可靠、响应频率宽、测量和继电保护功能强、体积小、重量轻、安全环保等优点。

       罗氏线圈可用于继电保护、可控硅、变频调速、电阻焊等信号畸变严重、电流大的场合，如电炉、短路试验、雷电信号采集等。

       罗氏线圈无磁芯，二次输出为小电压信号，易于转换为数字信号，非常符合未来产品环保化、数字化的技术趋势，未来将在越来越多的应用中取代传统CT产品。

       以上内容由普科科技PRBTEK整理，公司致力于示波器测试附件配件研发、生产、销售，涵盖产品包含电流探头、差分探头、高压探头、无源探头、电源纹波探头、柔性电流探头、近场探头、逻辑探头、功率探头和光探头等，满足客户多样化测试需求，库存充足，价格合理。详情访问官网www.prbtek.com

       近年来，随着现代高压、超高压输电网络的建立，电力系统正朝着大容量、高压大电流方向开展，而用于电流丈量的传统的电磁式电流互感器已无法满足其请求，在大电流下死心磁路下易饱和，对丈量结果产生较大的误差。而罗氏线圈互感器，具有丈量范围宽、精度高、无磁饱和、体积小等优点，正逐渐取代传统的电磁式电流互感器，在电力系统中具有宽广的应用前景。

      下面prbtek介绍基于罗氏线圈的电流变送器的设计，对电网中的大交流电流停止实时丈量，该变送器采用XTR115芯片将罗氏线圈产生的电压信号转换电流信号，输出DC4～20mA电流信号。

工作原理及设计

       罗氏线圈是将导线平均的密绕在环形截面非磁性骨架上而构成的空心电感线圈，采用罗氏线圈作为电网中电流丈量的传感头，让通有大电流的导线垂直穿过线圈的中心，产生电磁感应，从而感应出被测电流大小的电压信号。将罗氏线圈产生的电压信号接入到信号调理模块上，停止信号处置，输收工业规范信号DC4-20mA。框架图如图1所示。

基于罗氏线圈的电流变送器设计与应用

信号调理电路

       信号调理电路完成对输入信号的隔离输入，包括信号滤波、整流电路以及信号积分电路。该电路主要是对罗氏线圈感应输出的电压信号经过RC滤波，再经过电阻分压后接入到采用双电源运放芯片的输入脚上，采用运算放大器构成近似积分器，合理选择选择器件参数，可以保证传感器的丈量灵活度、精度和信号响应带宽。

真有效值转换电路

      真有效值转换电路完成电路中AC/DC真有效值转换，将输入的交流信号经过真有效值芯片转化为真有效值的直流电压，可以准确丈量各种电压波形的有效值，而不用思索被测波形的参数以及失真。如图2所示：电路中，Ui信号经过电容C5隔直后输入到真有效值芯片中，其中电容C8，C9的作用是滤掉该电路中的高频干扰，采用双电源工作方式，满足真有效值的工作请求。

基于罗氏线圈的电流变送器设计与应用

放大电路

      放大电路的作用是将真有效值转换电路输出的电压信号经过RC滤波电路后停止恰当的放大，采用运放芯片，在满足零点输出功耗请求的同时，调理电路中的放大参数，使电路输出能到达满度额定值。

信号输出电路

       信号输出电路主要采用TI公司消费的精细电流变送芯片XTR115，其具有精度高，芯片功耗小以及非线性误差小等优点，内部产生2.5V基准电压，且内部带有+5V的精细稳压器，能够给外部电路(例如电路中的放大器)单独供电，从而简化了外部电源的设计，如图3所示电路。

       采用XTR115芯片设计，要严厉控制电流的功耗，保证该变送器本身耗电(包括传感器在内的全部电路)不大于3.5mA，在XTR115前置调零电路，作为变送器的零点调理，使变送器保证零点输出4mA。

抗干扰措施

       电流变送器运用电流信号作为传输信号，有较高的抗干扰才能，但由于传输间隔较远，加上工业现场的复杂性，在设计上还要思索电气隔离，抗干扰措施。

       罗氏线圈变送器采用电源隔离模块，降低纹波干扰，进步系统牢靠性，与此同时，在电源输入端串入一只二极管，停止反极性维护；线路板设计时留意电子器件的规划布线，以减少干扰信号。

       以上为普科科技PRBTEK为您分享的罗氏线圈的电流变送器设计与应用，PRBTEK为用户提供多型号的PEM CWT罗氏线圈,适用于在0.1Hz-50MHz，PEM CWT系列罗氏线圈测量范围300mA-数百KA交流电流。PEM CWT系列罗氏线圈主要有:CWT、CWT Mini、CWT MiniHF、CWT Mini 50HF、 CWT Ultra Mini，CWT LF等产品。

       罗氏线圈，英文为Rogwski coil，是空心的，即没有铁心，可以认为就是利用最基本的法拉第电磁感应定律，直接在副边产生电压信号。罗氏线圈相对于普通电流互感器的好处是，因其没有铁心，因此不存在铁心饱和现象，可以直接测量很大的电流。但是，正是因为其没有铁心，罗氏线圈感应出的电压信号相对于CT来说非常微弱，而且非常容易受到外部环境杂散磁场的影响，因此对绕制工艺的要求是很高的。另外，罗氏线圈感应出来的电压信号，不能直接用作电流信号，必须要对其进行微分运算，才可以还原回你要的电流信号。

罗氏线圈与电流互感器的应用

       目前罗氏线圈仅用于特大电流的场合，一般计量仪表都是采用的CT

电流互感器CT（current transformer)，是应用变压器的原理（有铁心），一般是把原边的大电流变换成副边的小电流，然后通过I/V变换，输入到ADC采样。

罗氏线圈

罗氏线圈与电流互感器的主要区别

       一、性质不同

       1、罗氏线圈：是一个均匀缠绕在非铁磁性材料上的环形线圈。

       2、电流互感器：是依据电磁感应原理将一次侧大电流转换成二次侧小电流来测量的仪器。

       二、结构不同

       1、罗氏线圈：不含铁磁性材料，无磁滞效应，几乎为零的相位误差；无磁饱和现象，因而测量范围可从数安培到数百千安的电流；结构简单，并且和被测电流之间没有直接的电路联系；响应频带宽0.1Hz-1MHz。

       2、电流互感度器回：电流互感器是由闭合的铁心和绕组组成。它的一次侧绕组匝数很少，串在需要测量的电流的线路中。

罗氏线圈的放大积分电路的设计原理

       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罗氏线圈ZX时，在环形绕组所包围的体积内产生相应变化的磁场。

       若想准确还原测量的交流电流，必须加一个反相积分电路。因罗氏线圈感应出的电压很小，为了放大该感应电压，须在积分器前面加一放大电路。积分是一个非常重要的环节，被还原的信号非常小，为方便测量，先将信号放大再积分，这样一方面可以增大还原信号，另一方面，电容的存在可以过滤掉不必要的干扰。

       通过对罗氏线圈感应电压的放大和积分处理，可还原出所测量的交流电流。

       罗氏线圈与传统电流测量装置相比有以下突出优点：

无饱和

       线性度好，标定容易

       瞬态反应能力突出，可用于中高压保护

       待测电流频率范围宽，从0.1Hz到1MHz，可用于测量谐波

       待测电流量程大，可从1mA到1MA

       相位差在中频时小于0.1度

       线圈绝缘电压10kV

       无二次开路危险

       无过载危险

       尺寸极小，安装简单方便，无须破坏导体

       维修简单方便

       罗氏线圈的技术难度在于：测量线圈因为热的原因，其阻值会发生变化，测量集成电路的输入端必须予以补偿。由于补偿与环境温度有关，还与电流大小有关，在微电子技术未出现之前，这项工作无法实现，所以罗氏空心线圈尽管测量品质出色，但无法实用。罗氏线圈的应用与集成电路的发展是分不开的。

      以上是PRBTEK为您整理的罗氏线圈和电流互感器的区别及其应用，如在使用电流探头过程中有任何问题，欢迎访问普科科技PRBTEK（www.prbtek.com）。

      罗氏线圈是一种空心环形的线圈，可以直接套在被测量的导体上。导体中流过的交流电流会在导体周围产生一个交替变化的磁场，从而在线圈中感应出一个与电流变比成比例的交流电压信号。线圈的输出电压Uout=Mdi/dt，这里的M为线圈的互感系数，而di/dt则为电流对时间的变化率。

       罗氏线圈通过积分器将线圈输出的电压信号进行积分后得到一个交流电压信号，这个电压信号可以准确地再现被测量电流信号的波形。

       罗氏线圈及配套积分器是一种通用的电流测量系统，应用的场合很广泛，它对被测电流的频率、电流大小、导体尺寸都无特殊要求。系统的输出信号与被测电流波形相位差小于0.1°，可测量波形复杂的电流信号，如瞬态冲击电流。

       罗氏线圈电流测量系统一个突出的特点就是线性度好。线圈不含磁饱和元件，在量程范闱内，系统的输出信号与待测电流信号一直是线性的。而系统的量程大小不是由线性度决定的，而是取决于Z大击穿电压。积分器也是线性的，量程取决于本身的电气特性。线性度好使得罗氏线圈非常容易标定，因为系统可以使用常见的基准信号进行标定，标定后的系统在整个量程范围内都是线性的，测量结果都是准确的。同时由于线性度好，系统的量程可以随意确定，瞬态反应能力突出。

罗氏线圈测量原理图解

       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。

罗氏线圈测量原理图

       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。

       以上内容由普科科技prbtek为大家分享，如您在使用过程中有什么问题，欢迎访问普科科技PRBTEK官网www.prbtek.com。

       罗氏线圈是一种交流电流传感器，是一个空心环形的线圈，有柔性和硬性两种，可以直接套在被测量的导体上来测量交流电流。

       罗氏线圈适用于较宽频率范围内的交流电流的测量，对导体、尺寸都无特殊要求，具有较快的瞬间反应能力，广泛应用在传统的电流测量装置如电流互感器无法使用的场合，用于电流测量，尤其是高频、大电流测量。

       下面由普科科技PRBTEK为大家介绍罗氏线圈波形测量中选择Q值的重要作用：

1. 参数Q

       Q值是表征转移电荷量能力的参数，在罗氏线圈中也可解释为线圈达到磁饱和前能够装载的电荷量能力。Q值的单位是库仑（C）也可是安秒积（A•s），在计算中我们通常使用安秒积（A•s）这个单位，更直观便于运算。

2. Q值计算方法

       从定义上看，Q就是电流安培乘以秒，从电流示波图上看是电流波形包裹的面积，我们以10/350μs波形为例。

       此波形的包裹面积可以近似看作三角形面积，底*高*0.5，标准10/350μs波形应该在1ms处归零，所以近似地上图的Q=49.7*10E3*1.0*10E-3*0.5=47.9*0.5=24.9（A•s）。

       所以在有些标准里10/350μs的Q=0.5Ipeak。推广到所有波形，只要找到该波形的近似三角形的底（归零点）和高（峰值）除以二，就可以算出Q。

3、罗氏线圈的Q值选用

      每只罗氏线圈会给出一个Q值

4. 超出罗氏线圈Q值的波形表现

      如果被测波形超出了罗氏线圈自身转移电荷量Q的能力，将会出现磁芯饱和的现象。如下图:

波形超过线圈自身的Q值能力出现拐点归零

      该波形在680μs左右出现拐点并快速归零，证明此时线圈达到磁饱和。如果线圈磁饱和，会出现磁芯磁化现象，那么随后即使在Q值能力内的测试也会有可能持续出现次饱和的现象，如下图，这是在磁饱后，降低峰值，原本在能力内的波形也持续地饱和。

降低峰值到Q能力内，波形依然显示饱和

       所以，我们给出一个解决方案：只要进行一次小幅值反向冲击电流，即可将磁化的磁芯消磁，测量恢复正常。

       首先，对雷电流的采样峰值是非常简单的技术了，使用分流器、偏振器、磁互感等都可以准确测量，但是研究自然雷电，更重要的是对波形的研究，也就是对雷电电荷能量的研究。

       那么如何判断波形是不是真实的雷电波，是不是有畸变呢？按以下两步：

首先放大波形，进行Q值计算，如果得出采集到的电流波Q值约等于所用线圈的转移电荷量能力Q那么我们可以判断该波形存疑，进行第二步排查。

       这里说一下在没有计算机软件的情况下，异形波Q的计算方法。

波形的面积分割

       我们可以按几何分割的方法进行异形平面面积分割计算，如图，我们可以将其分割成A、B、C三部分分别计算后相加。如何不规则的波形都可以分割成许多规则的几何形状进行面积计算，也就是简单的积分。

第二步看是否在波尾有拐点并快速归零，如上一节展示的波形。因为在电流波尾阶段，是一个放电过程，放电通道阻抗没有大的变化时，是不可能突变的。

       如果以上两步都达到了肯定的答案，那么该波形判定为畸变，不可采纳，需要更换罗氏线圈。

以上是PRBTEK为您分享的罗氏线圈波形测量中选择Q值的重要作用，罗氏线圈可一般运用于继电保护装置，可控硅整流，直流变频变速，电阻焊机等数据信号比较严重崎变及其加热炉、短路故障检测、雷击数据信号收集等大电流量的场所。罗氏线圈具备检测范围宽，高精度，平稳靠谱，回应频段宽，另外具备精确测量和继电保护装置作用，体型小、重量较轻、安全性且合乎环境保护规定。

       普科科技PRBTEK致力于示波器测试附件配件研发、生产、销售，涵盖产品包含电流探头、差分探头、高压探头、无源探头、电源纹波探头、柔性电流探头、近场探头、逻辑探头、功率探头和光探头等，满足客户多样化测试需求，库存充足，价格合理。详情访问官网www.prbtek.com

       基于罗氏线圈的电子式电流互感器具有频带宽、测量范围 大、无磁饱和现象、体积小、质量轻以及安全可靠等优点，被广泛应用于瞬态大电流检测和脉冲功率技术领域。 在实际应用中发现，外界电磁干扰、被测电路的导体放置位 置以及被测电路导体相对于罗氏线圈的大小等各种干扰因素都会对罗氏线圈的精度造成影响。

       从罗氏线圈的工作原理来看，影响其精度的主要包括：电源侧（被测的载流导体）、传递介质和感应侧（罗氏线圈），在这三要素中，传递介质为空气，传导率为空气传导率，远远小于传统电流 互感器的铁芯传导率，由此使得测量精度对被测载流导体和罗氏 线圈的位置和结构等因素的变化更加敏感。所以，有必要分析和 研究各种干扰对罗氏线圈准确性的影响。在假设线圈绕制均匀 的前提下，我们可以通过磁场干扰、导体位置、导体大小以及外界温度等干扰因素对线圈的精度的影响进行了定量的理论分析。

       在假设罗氏线圈绕制均匀的前提下，通过理论分析，定量地给出了各干扰因素对罗氏线圈工作精度的影响，其中包括：磁场 干扰、被测电流导体位置偏心及倾斜、导体与罗氏线圈的相对大小，为分析以及保证罗氏线圈在实际使用中的精确度提供了一定的理论支持。同时，从计算结果可知，被测导体倾斜对罗氏线圈的精度影响ZD，因此，在使用罗氏线圈时，要特别注意保证测量导体与罗氏线圈的垂直。

       以上为普科科技PRBTEK为您分享的哪些因素对罗氏线圈精度造成影响，，如果您在使用过程中有什么问题，欢迎访问普科科技PRBTEK官网www.prbtek.com。

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　　罗氏专用PCR板的应用及特点您了解多少?

　　一：罗氏专用PCR板的应用：

　　广泛应用于遗传、生化、免疫、医药等领域，不仅应用于基因分离、克隆和核酸序列分析等基础研究，还可用于疾病的诊断或任何有DNA，RNA的地方，属于实验室一次性易耗品。

　　二：罗氏专用PCR板的材质：

　　1、其本身材质在当今主要以聚丙烯(PP)为主，能更好适应PCR反应过程中反复高低温设定，并且能够实现高温高压灭菌操作。

　　2、为配合排枪、PCR仪等实现高通量操作，较常使用的为96孔或384孔的PCR板。板型符合SBS国际标准，且为适应不同厂家的PCR仪，根据裙边设计又可分为无裙边、半裙边、升裙边和全裙边四种设计模式。

　　三：罗氏专用PCR板的特点：

　　1、超清洁生产环境下用优质生物聚丙烯生产。

　　2、管壁薄，壁厚均匀，传热效率快，样品加热均匀。

　　3、传热槽配合良好，以更好地促进传热。

　　4、高精度模具制造和精密塑料成型工艺，确保产品质量和批间产品的均匀性/稳定性。

　　5、前面刻有字母、数字和标记线，便于快速识别/区分样品。

　　6、本生生物代理实验室耗材，PCR耗材品种全，可替代仪器原厂耗材，性价比高，质量稳定，对用户可以节省实验成本。

　　总结：专用PCR板的应用及特点，今天天津本生小编就介绍这些了，看完本文您就应该有了基本的认识和了解相信大家都明白了吧!总的来说，希望对大家有所帮助。

实验名称：高压放大器基于通电空心线圈的脉冲磁场分析中的应用

实验设备：

高压放大器（ATA-4014）、示波器、任意波形发生器、限流电阻、霍尔效应高斯计、漆包线绕制线圈

实验内容：

本文就通电空心线圈内部的脉冲磁场进行分析,先讨论单-频率脉冲信号激励下,线圈中轴线中点处的磁场,然后分析在频率时变脉冲信号激励下线圈中轴线中点处的磁场的变化规律，并通过自行搭建的测量装置对线圈磁场进行测量,与仿真分析的结果进行对比分析。

实验过程：

任意波形发生器和高压放大器联合电源可以发出与仿真模型相同的两种激励信号。

激励信号接人由线圈和限流电阻串联成的电路中。测量过程中将高斯计探头插入线圈中轴线中点处,测量线圈中轴线中点处的磁场变化情况。通过该实验装置测量单一频率脉冲信号激励下,线圈中轴线中点处的磁感应强度，通过示波器采集到的数据。

实验结果：

1.激励信号频率对线圈磁感应强度的影响；

2.线圈外径对线圈磁感应强度的影响；

3.线圈强度磁感应波形。

实验结论：

在单一频率脉冲信号激励下,仿真分析所得的不同激励信号频率、线圈外径下的磁感应强度与相应条件下实验测量所得到的值是吻合的,且二者的变化规律均与定性理论分析一致。通过该仿真分析方法准确测量与分析了通电空心线圈内部的磁场,为人们研究脉冲磁场的ZJ作用条件以及作用机理提供帮助和指导。

ATA-4014高压放大器指标参数：

以上关于高压放大器的实验方案由西安安泰测试整理，安泰研发的高压放大器可广泛用于超声波测试、声呐系统应用和MEMS测试等，服务于清华大学、宾夕法尼亚大学，奥克兰大学，埃及大学，ZG科学院，ZG绵阳九院等700多家科研机构，助力科技进步，安泰测试提供免费样机SY，如需了解更多应用案例，欢迎关注关注安泰测试网。