磁调制器原理及误差构成

随着光伏发电、电动汽车等新兴产业的蓬勃发展和新能源技术应用的不断推广，光伏发电并网、电动汽车充电站、微电网等众多直流系统将会得到大量应用，而这些直流系统经常是高度非线性的，这给测试和计量工作带来了严重的挑战。为了解决这些系统直流测试中带来的新问题，有必要研制出更高稳定性、更高精度的电流传感器，基于磁调制原理的电流传感器就是磁调制器其中一种。

一、磁调制器原理

在一个铁芯中同时绕制直流电流与交流电流，电流产生的磁场可以让铁芯交替进入饱和状态，由于铁芯材料的B-H曲线是对称非线性曲线，交流电流可以让铁芯的感应电压中产生激励的高次谐波，当铁芯中绕制的直流电流为零时，铁芯的感应电压中只存在奇次谐波;当直流电流不为零时，感应出的电压不只含有奇次谐波也含有偶次谐波。其中偶次谐波的幅值和相位与被测电流的大小和方向有关，因此可以用偶次谐波来表示被测电流。

磁调制器原理图

We为激励绕组，Ws为信号绕组，WD为检测绕组，激励绕组根据信号源的不同还分为三角波恒流源、方波恒流源和正弦波恒流源，激励绕组要求We*Ie足够大，要大于Hs，以确保铁芯能够进入充分饱和状态。

铁芯的磁滞曲线

二、磁调制器的零误差

磁调制器零误差包含零点漂移和零位偏置，零点漂移是磁通门的输出电压在一段时间内的误差情况，是误差对时间的函数；而零位偏置是磁通门在不同温度下输出的误差情况，是误差对温度变化的函数。对于磁调制器而言，当无信号输入时，其检测线圈也会有极小数值的输出，这就是我们所说的零位偏置。通过激励线圈的调节以及电位器的调节，可以减小这部分零位偏置。

三、零磁通电流传感器

CS零磁通电流传感器是一种同时基于磁调制和磁平衡原理的新型电流传感器，它利用高磁导率铁芯在交变磁场的饱和激励下交替饱和的机理，快速地将原边电流通过等安匝原理调制至副边线圈，使副边线圈输出的补偿电流产生的磁场与原边电流产生的磁场相互抵消，因此副边线圈的电流能够精确地反映原边电流的大小。能够满足1mA~25kA、带宽为DC~800kHz以内的电流信号的高精度测量。依据比差和角差指标将电流传感器分为三个系列：G型电流传感器、P型电流传感器、J型电流传感器。

这三种型号都是我们国内湖南银河电气自主研发的品牌，使用的都是磁通门原理，其中G型电流传感器精度优于0.05%，主要用于测控领域的各种电流信号精确检测。如：电池、光伏电池、电动汽车充电桩等的高精度电流检测。

今天我们主要介绍G型电流传感器中的一种——CSA202-G065T01：

CSA202-G065T01是一种能在原边、副边完全隔离条件下测量直流、交流、脉冲以及各种不规则波形的电流传感器，它主要用于要求准确度高的计量检定和计量校准领域，以及要求高灵敏度、高稳定性和高可靠性的电能质量分析、功率分析仪、医疗、航空航天、舰艇等领域。

技术特点：

⚫ 极高的准确度⚫ 极好的线性度

⚫ 极高的稳定性⚫ 极高的灵敏度

⚫ 极高的分辨率⚫ 极低的温度漂移

⚫ 极低的失调电流⚫ 极低的插入损耗

⚫ 抗干扰能力强⚫ 响应速度快

⚫ 极低的噪声⚫ 极小的角差

⚫ 宽频带⚫ 模拟量输出

电气性能：

以上性能指标默认为 TA=25℃（±5℃）、UC=±24V、RM=15Ω 条件下所标称，特殊见测试条件。

精度-动态参数：

以上所有“%”、“μA/A”指的是相应输出二次电流满量程。

一般特性：

安全特性：

外形尺寸 (单位：mm)：

外形图

应用连接：

电气连接图

随着科技的持续发展，市面上的传感器类型多种多样，从lem的霍尔传感器到现如今湖南银河电气的磁通门传感器，这都是我们人类科技进步里程碑的一刻。

审核编辑 黄宇