基于罗氏线圈的电流变送器设计与应用
近年来，随着现代高压、超高压电缆网络的建设，电力系统于是以朝着大容量、高压大电流方向发展，而用作电流测量的传统的电磁式电流互感器已无法符合其拒绝，在大电流下铁心磁路下易饱和状态，对测量结果产生较小的误差。而罗氏线圈互感器，具备测量范围长、精度高、无磁饱和状态、体积小等优点，于是以逐步代替传统的电磁式电流互感器，在电力系统中具备辽阔的应用于前景。 本文讲解一种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展开动态测量，该变送器使用XTR115芯片将罗氏线圈产生的电压信号切换电流信号，输入DC4～20mA电流信号。 工作原理及设计 罗氏线圈是将导线均匀分布的密绕在环形横截面非磁性骨架上而构成的空心电感线圈，使用罗氏线圈作为电网中电流测量的传感头，让全是大电流的导线横向穿越线圈的中心，产生电磁感应，从而感应器出有被测电流大小的电压信号。
将罗氏线圈产生的电压信号终端到信号调理模块上，展开信号处理，最后输入工业标准信号DC4-20mA。电路设计框架图如图1右图。 信号调理电路 信号调理电路构建对输出信号的隔绝输出，还包括信号滤波、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器输入的电压信号通过RC滤波，再行经过电阻分压后终端到使用双电源运放芯片的输出脚上，使用运算放大器包含近似于积分器，合理自由选择自由选择器件参数，需要确保传感器的测量灵敏度、精度和信号号召比特率。 真为有效值切换电路 真为有效值切换电路构建电路中AC/DC真为有效值切换，将输出的交流信号通过真为有效值芯片转化成为真为有效值的直流电力，需要精确测量各种电压波形的有效值，而不用考虑到被测波形的参数以及杂讯。
如图2右图：电路中，Ui信号经过电容C5隔直后输出到真为有效值芯片中，其中电容C8，C9的起到是滤掉该电路中的高频阻碍，使用双电源工作方式，符合真为有效值的工作拒绝。 缩放电路 缩放电路的起到是将真为有效值切换电路输入的电压信号经过RC滤波电路后展开必要的缩放，使用运放芯片，在符合零点输入功耗拒绝的同时，调节电路中的缩放参数，使电路最后输入能超过满度额定值。 信号输入电路 信号输入电路主要使用TI公司生产的仪器电流变送芯片XTR115，其具备精度高，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，且内部具有+5V的仪器稳压器，可以给外部电路(例如电路中的放大器)分开供电，从而修改了外部电源的设计，如图3右图电路。
使用XTR115芯片设计，要严格控制电流的功耗，确保该变送器自身耗电量(还包括传感器在内的全部电路)不小于3.5mA，在XTR115前置调零电路，作为变送器的零点调节，使变送器确保零点输入4mA。 抗干扰措施 电流变送器用于电流信号作为传输信号，有较高的抗干扰能力，但由于传输距离较近，再加工业现场的复杂性，在设计上还要考虑到电气隔绝，抗干扰措施。
本文所设计的罗氏线圈变送器使用电源隔绝模块，减少纹波阻碍，提升系统可靠性，与此同时，在电源输出末端串入一只二极管，展开反极性维护；线路板设计时留意电子器件的布局布线，以增加干扰信号。
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