罗氏线圈与其他电流探头的优劣势对比
来源:探头之家 2025-01-07 浏览次数:300
罗氏线圈与其他电流探头的优劣势对比
在电流测量中,为了应对不同的应用环境,有多种类型的电流探头用以应对,根据功能主要分为测量
交流电流、直流电流两大类型。
直流电流探头主要有交直流探头,主要有磁通门、霍尔电流探头等。交流电流探头主要有霍尔电流探头(交直流)、
罗氏线圈、同轴CVR(脉冲)、脉冲电流互感器(CT)等。
罗哥夫斯基线圈(Rogowski Coil)又称罗柯夫斯基线圈、罗氏线圈或空心线圈。它是用于测量交流电流的
电子式互感器,比如高速瞬变、功率器件的脉冲电流,或50HZ交流或高频交流电信号。
一、罗氏线圈的使用优势
罗氏线圈电流探头在各种不同类型的电流传感器或感应技术上都有许多优点。
-大电流测试无磁饱和现象
罗氏线圈可以测量大电流而无磁芯饱和现象,因为探头使用的是非磁性“空心”磁芯。而霍尔电流探头、
脉冲电流互感器等含有磁芯的传感器在测量电流超过最大量程后会发生磁饱和导致探头直接损坏。
例如在使用CT脉冲电流探头测电容放电时,如果放电时间过长,超过探头指标限制的最大安培秒乘积,
也会有造成探头磁饱和的风险,而使用罗氏线圈就不会有这种担忧。
-使用方式灵活
轻型包夹式传感线圈使用灵活,并且为开环设计,可轻松包裹住带电流的导体。其可以插入电路内难以触及的部件。
其他的电流探头的设计无法做到如罗氏线圈一般轻巧灵活。
粗的罗氏线圈周长可以达到1100mm,可测量直径超过30CM的设备或线缆,大部分罗氏线圈都足够纤细,
可以放入TO-220 或 TO-247 功率半导体封装腿之间,而无需额外的线圈连接电流探头。这也提供了实现高信号完整性测量的优点。
IWATSU罗氏线圈SS-660/P系列线径最细达到1mm
-非侵入性或无损测量
由于具有低插入阻抗,罗氏线圈从待测设备中抽取的电流极小,对被测电路的影响几乎可以忽略不计。
相较于分流器这类接入电路的探头,罗氏线圈对于被测电路的影响更小。
因为探头而注入到被测设备中的阻抗非常微小,因而支持更快速的信号响应和非常线性化的信号电压。
-量程范围广
罗氏线圈可测量30A到30kA的量程范围,对于大小电流的测量都有不错的精度,同时有多种量程可选,
以应对各种测量环境。
其他电流传感器会随着测量电流范围的增加而变得更加笨重不同,罗氏线圈由于与待测量电流幅度独立,
从而可以保持相同的小体积。这使得罗氏线圈成为了进行数百乃至数千安大交流电流测量的最有效测量工具。
-温度特性好
罗氏线圈的前端线圈能够在-40℃-125℃温度下进行测量,具备很好的温度特性,特别是岩崎的罗氏线圈
SS-280A-H系列,最高测试温度可达150℃,这是其他电流探头所不能达到的。
-低成本
相较于霍尔电流传感器、脉冲电流互感器来说,罗氏线圈的价格相对更便宜。
二、罗氏线圈的使用限制
当然,罗氏线圈也存在一些使用限制,无法面对所有的电流测量环境。
-不适用测量直流电流
大部分的罗氏线圈根据电磁感应的原理制作,对于恒流的直流电流是无法测量的,仅限于测量交流电。
而霍尔电流探头是根据霍尔效应的原理进行测量,只要电流产生了磁场,就能够根据此来测量电流。
罗氏线圈是感应随电流变化的磁场变化而产生的感应电动势,根据此电动势来测量电流;
而霍尔电流探头是根据通电的霍尔元件在磁场中产生的霍尔电压来测量电流的,
所以罗氏线圈只能测交流,而霍尔可以测交直流。
PEM的DCflex系列是少有的可以测直流的罗氏线圈(10KA~40KA)
-灵敏度较低
罗氏线圈与电流互感器相比灵敏度较低,这是由于罗氏线圈缺少高磁导率磁芯导致的。
无论是测试精度还是测试时的稳定性都通过灵敏度来体现的,对于探头来说,灵敏度越高越好。
罗氏线圈一般灵敏度最高200mV/A
-带宽相对较低
罗氏线圈的带宽对于霍尔电流互感器和无感同轴分流器CVR来说相对较低,常规的开环型带宽达到30MHz,
但这样的带宽也能让罗氏线圈测量变化速度极快的电流信号。并且,允许分析系统中以高开关频率运行的
高阶谐波,或精确监控具有快速上升或下降时间的开关波形。实现高信号完整性的测量。
(霍尔电流探头带宽最高120MHz,分流器或电流传感器带宽可达GHz)。
以上总结的几点罗氏线圈与其他电流探头的优劣势对比,希望可以帮助工程师们选择探头时作一个参考,
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