導(dǎo)體中的交變電流或脈沖電流會產(chǎn)生磁場,該磁場與附近的羅氏線圈相互作用,在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電壓,該電壓與被測電流的變化率成正比。如是線圈是一個閉合環(huán)路,沒有不連續(xù)性,則可以證明線圈中的感應(yīng)電壓與環(huán)繞電流的變化率成正比,關(guān)系式為E=H.di/dt,其中H是線圈靈敏度(Vs/A),與NA成正比。
為了獲得與環(huán)繞電流成比例的輸出電壓VOUT,必須對線圈電壓E進行積分,因此需要使用電子積分來提供低于1Hz的帶寬。
運算放大器積分器的簡單形式是輸入電陰Rsh和反饋電容C,其輸出為 Vont=(1/CR) Edt。因此,整體傳感器境益為Vout=Rshl,其中Rsh=H/CR是傳感器靈敏度(V/A)
輸出電壓與環(huán)繞電流成比例的關(guān)系在整個傳感器帶寬內(nèi)都有效,帶寬定義為從fL到fH的頻率范圍,在此范圍內(nèi)測量正弦電流可達到規(guī)定靈敏度Rsh的3dB以內(nèi)。
在低頻一上,積分器增益會增加,理論上,當(dāng)頻率接近零時,積分器增益將變得無限大,這將導(dǎo)致不可接受的直流漂移和低頻噪聲,因此必須限制低頻下的積分器增益,這種限制是通過與積分電容器并聯(lián)一個低通濾波器來實現(xiàn)的,設(shè)定了低頻帶寬fL,通常小于1Hz。
此外,由于羅氏線圈的分布式電感和電容,存在一個高頻帶寬fH(通常為1MHz或更高),超過該帶寬,測量會衰減,并出現(xiàn)明顯的相位延遲,電子積分器帶寬和連接積分器與線圈的電纜長度也會影響這一限制。
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