中国工程物理研究院 流体物理研究所, 四川 绵阳 621900
为测量Marx发生器输出电流, 设计了外积分式罗可夫斯基线圈。采用电容器放电的方式进行线下标定确定刻度因素, 采用盘式TEM室进行线圈的方波响应实验, 实验结果与等效电路模拟仿真吻合。线圈的响应时间为16 ns。模拟仿真分析了Marx连接假负载实验中, 实测电流波形后沿衰落较快且脉冲结束后基线不回零的问题。通过调整积分器的RC时间常数, 增加线圈的低频响应能力可消除该失真。改进后的线圈实验结果与理论分析一致。
脉冲电流 测量 罗可夫斯基线圈 频率响应 pulse current measurement Rogowski coil frequency response 强激光与粒子束
2018, 30(12): 125003
1 中国科学院 电工研究所, 北京 100190
2 中国科学院大学, 北京 100039
3 中国科学院 电力电子与电气驱动重点实验室, 北京 100190
针对ns级脉冲电流信号的测量, 设计了一种带磁芯的新型自积分式罗氏线圈, 具有信噪比高、动态范围广等优点。屏蔽盒开气隙防止涡流。屏蔽盒外层采用聚氨酯进行整体封装, 聚氨酯层厚度大于1.5 mm, 可耐受大于20 kV的冲击电压。采用高压方波发生器与Pearson4100线圈对罗氏线圈标定。罗氏线圈的参数为: 灵敏度0.018 8 V/A, 最高上升时间小于20 ns, 方波脉宽300 ns, 最大峰值电流300 A。
纳秒脉冲 磁芯 自积分 罗氏线圈 标定 nanosecond pulse magnetic core self-integral Rogowski coil calibrated 强激光与粒子束
2017, 29(12): 125001
1 西安电子工程研究所, 西安 710100
2 西安交通大学 电气学院, 西安 710049
采用一种通过测量脉冲源对天线的充电电流, 来间接测量天线放电激励电压的方法。首先建立了实际电路的理论仿真模型, 通过理论仿真证明了该方法的可行性。然后在双锥天线的不同绝缘工作气压下, 对其充电电流进行了测量。由天线的充电电流推导出了在不同工作气压下天线的电压波形和放电激励电压。该种方法无需对天线进行改造, 不会引进寄生参数, 不会影响被试对象的工作状态, 且在工程上易于实现。
激励电压 双锥天线 罗氏线圈 PSpice仿真 电极击穿 excitation voltage biconical antenna Rogowski coil PSpice simulation electrode breakdown 强激光与粒子束
2016, 28(10): 105002
中国工程物理研究院电子工程研究所，四川绵阳 621999
高压脉冲电流的测量方式主要是 Rogowski线圈。 B-Dot是一种非侵入式脉冲电流测量探针，但由于 B-Dot测量模型的建立以及应用标定等过程与实际应用环境密切相关，且对待测电流强度有严格的要求，目前还未见其在实际 kA级短脉冲方面的应用研究。本文在对 B-Dot的 kA级短脉冲测量方法进行理论研究的基础上，设计了微型 B-Dot探针，并利用 B-Dot探针对 kA级短脉冲电流进行试验。试验结果表明，B-Dot探针适用于 kA级脉冲电流的测量，且与理论研究结论一致。
Rogowski线圈 脉冲电流 B-Dot探针 非侵入式 Rogowski coil pulse current B -Dot probes non -invasive 太赫兹科学与电子信息学报
2015, 13(6): 990
1 昆明理工大学 信息工程与自动化学院, 昆明650500
2 云南电网公司 研究生工作站, 昆明650217
3 云南电网公司 培训与评价中心, 昆明650217
4 云南电网公司 博士后工作站, 昆明650217
在智能电网中, 电流测量是电力系统中继电保护、电能计量、系统监测和系统分析的关键, 其测量的精度与可靠性直接关系到电力系统能否安全、可靠和经济地运行。文章比较了电磁式电流传感器和光纤电流传感器的性能, 介绍了目前3种最主要的光纤电流传感器的测量原理, 并指出其各自的优点及存在的问题。同时, 综述了国内外关于光纤电流传感器的最新研究现状及进展, 最后对光纤电流传感器的应用和研究前景进行了展望。
光纤电流传感器 Rogowski线圈 光纤Bragg光栅 Sagnac干涉仪 双折射效应 fiber-optic current sensor Rogowski coil fiber Bragg grating Sagnac interferometer birefringence effect
1 中国科学技术大学 近代物理系, 中国科学院基础等离子体重点实验室, 合肥 230026
2 西北核技术研究所, 强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室, 西安 710024
推导了Rogowski线圈理论，给出了任意Rogowski线圈的表达式。通过使用高磁导率的磁芯材料，增加线圈匝数，设计出了能有效测量前沿变化0.1 s、强度mA量级的电子束电流的Rogowski线圈，并测得了电子束等离子体装置中的电子束电流信号。利用推导的任意Rogowski线圈表达式，成功获得低频与高频共存的电流波形。测量结果表明，该电子束等离子体系统中存在束流振荡，振荡幅度达12%。
电子束等离子体 电子束电流 高频振荡 Rogowski线圈 electron-beam plasma electron-beam current high frequency oscillation Rogowski coil 强激光与粒子束
2013, 25(11): 2877
中国物理研究院 流体物理研究所, 四川 绵阳 621900
提出了一种新的双正交磁光电流传感器技术，该技术可解决传统磁光电流传感器测量大电流脉冲时仅根据正弦或余弦信号无法唯一确定法拉第偏转角的技术难题。在该传感器中，起偏器的透光轴与两个偏振分束器的S分量偏振方向有0°与45°的夹角，四路输出信号两两之间有π/2的相位差。针对该传感器，提出了大电流脉冲的一种反正切函数数据处理方法，该数据处理方法具有可避开正弦函数的不灵敏区间，从而提高数据处理精度的优点。采用双正交磁光电流传感器与罗果夫斯基线圈对比测量了FP-1装置的短路电流脉冲，两种测试技术的实验结果能很好地吻合,证实该光学电流传感器可有效地测量大电流脉冲。
磁光效应 固有线性双折射 磁光探头 罗果夫斯基线圈 magneto-optic effect intrinsic linear birefringence magneto-optic sensing element Rogowski coil
“强光一号”加速器能输出上升沿约100 ns、幅值约2 MA的电流脉冲。实验中通常采用自积分式Rogowski线圈监测负载电流。为与该线圈比对校验，研制了一种快响应、结构简单、抗电磁干扰性能较好的微分环。标定实验给出，微分环测量的响应时间约1.2 ns，频谱响应范围10 kHz~100 MHz，灵敏度为6.13×10-11(V·s)/A。其快时间响应将有助于监测与负载物理特性有关的瞬态电流变化。在加速器二极管短路状态对微分环和积分式Rogowski线圈进行了实验比对，数值积分给出的电流波形与后者基本相符，峰值偏差小于10%，表明微分环的设计合理，同时校验了电流测量的可信度。
微分环 脉冲大电流 Rogowski线圈 幅频响应 differential loop pulsed high current Rogowski coil amplitude-frequency response
中国工程物理研究院 流体物理研究所， 四川 绵阳 621900
为测量电容储能脉冲功率源模块电流，设计了磁芯式自积分罗氏线圈。给出了磁芯的选择方法，分析了磁芯饱和问题。解决饱和问题的方法是使用饱和磁感应强度较大的材料，对测量线圈施加去磁磁场，以及等效减小线圈的励磁电流。分析表明:通过增大磁芯直径和截面积，选取线径合适的导线多层绕制的方法来增大线圈自感与电阻比值，可以有效提高线圈的测量幅值范围。使用设计的线圈实测了脉冲功率源模块电流，通过改变模块的充电电压，可以得到线圈出现饱和时对应的电流值。实验结果与理论分析相符合。对于脉冲功率源模块的ms量级脉冲电流信号，改进后的自积分线圈测量范围可以超过50 kA。
电流脉冲 测量 罗氏线圈 磁芯 饱和 current pulse measurement Rogowski coil ferromagnetic core saturation
国防科学技术大学 光电科学与工程学院, 长沙410073
为减小线圈响应时间, 提高脉冲大电流信号的测量精度, 设计了ns级快脉冲响应的Rogowski线圈。根据电磁理论, 给出了线圈关键参数的计算公式, 并对其进行了工程制作。通过引入50 Ω的阻尼电阻, 消除信号电压波形前后沿处的高频寄生振荡。对Rogowski线圈的等效电路进行了Pspice电路模拟, 验证了线圈的输出特性, 与理论分析结果一致。用50 ns和10 ns方波脉冲分别对线圈进行定标, 其响应时间分别为2.43和1.10 ns, 灵敏度为3.34 A/V。利用该线圈对高压ns脉冲发生器的负载电流进行测量, 结果表明线圈能够较好地响应10 ns, kA级脉冲大电流信号。
Rogowski线圈 闭合磁芯 响应时间 灵敏度 脉冲大电流 Rogowski coil magnetic core response time sensitivity high-pulse current
