1、羅氏線圈(Rogowski Coil)又稱為羅柯夫斯基線圈，是一種空心線圈，用于測量交流大電流，高脈沖電流的電流傳感器。測量的交流信號頻率可以從 0.1Hz到數(shù)十MHz，電流范圍從幾mA到1000kA。
一般分為柔性線圈和剛性線圈。柔性線圈使用靈活方便，可以測量頻率范圍廣；剛性線圈測量精度高，優(yōu)于0.1%（千分之一）。
2、原理
羅氏線圈一般由線圈和信號處理電路兩部分組成。由若干匝導線均勻?qū)ΨQ的繞制在一定形狀和尺寸的非鐵磁材料上制成，一次側(cè)導體垂直穿過骨架中心，當導體中流過變化的電流，則導體周圍產(chǎn)生變化的磁場，由電磁感應原理知線圈輸出端產(chǎn)生感應電動勢。它的結(jié)構(gòu)如圖所示。Rm為終端電阻，i(t)為被測電流，e(t)為感應電壓，R 為線圈等效半徑，D 為骨架外直徑，d 為骨架內(nèi)直徑，h 為骨架截面高度，c 為骨架截面厚度。

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感應電勢e(t)與被測電流成微分關(guān)系，即e(t)正比于di(t)/dt，比例系數(shù)是線圈與載流導體間的互感M。靈敏度為感應電壓與被測電流有效值之比。
基本原理：1）法拉第電磁感應定律：電路中的感應電動勢的大小，跟穿過這一回路的磁通量的變化率成正比。（每匝線圈產(chǎn)生的電動勢與穿過線圈的磁通量變化率成正比，多匝線圈相當于多個電壓串聯(lián)）。2）安培環(huán)路定律：磁感應強度沿任一閉合回路L的線積分，等于該回路所包圍的穩(wěn)恒電流的代數(shù)和的m倍。在半徑為R（骨架直徑）的環(huán)路上每一點的磁感應強度相等且B=mI/(2πR)；如果電流i是變化的，那么環(huán)路上每一點的磁感應強度的變化量ΔB=mdi/(2πR),相應的磁通量的變化量ΔΦ=ΔB*A=uAdi/(2πR)。
簡言之，線圈輸出電動勢大小即可反映出骨架環(huán)磁通量變化，從而得到磁感應強度的變化，根據(jù)磁感應強度變化可以反映出一次電流的變化。
羅氏線圈的使用難度主要是在較低頻率比如 50Hz 時， 積分器的低頻增益過高， 以至于集成電路固有的低頻噪聲和溫漂在此時被顯著放大。 對于一個給定的線圈， 噪聲來自于噪聲電流， 隨著被測電流的減小， 信噪比也越來越小。 我們可以通過增加線匝或增大線圈截面來改善靈敏度進行補償。 增加匝數(shù)除提高了制作難度外， 更重要的是由于增加了線圈電感而減小了高頻帶寬。 增加線圈截面也就增加了線圈體積， 并增加了插入損耗。 所以羅氏傳感器與交流傳感器不同， 很難設計用于小電流的測量， 但是在測量大電流時有很大的優(yōu)勢。設計積分電路要降低低頻噪聲和溫漂。
3、積分器
積分器是羅氏線圈測量電流的最核心部件。由于羅氏線圈的輸出信號與被測電流的變化率成線性關(guān)系，需要通過積分器才能還原出被測電流的波形。
被測電流通過線圈產(chǎn)生的感應電動勢會通過積分電路中的電容器進行積分。電容器具有存儲電荷的能力,在電荷積累的過程中,會導致電壓的變化。當輸入信號持續(xù)變化時,羅氏線圈不斷產(chǎn)生的感應電動勢會使電容器的電壓不斷增加,從而實現(xiàn)輸入信號的積分功能。
4、自積分電路
自積分工作條件： 電感L足夠大（毫亨級），內(nèi)阻r，取樣電阻Rt足夠?。◣讱W以內(nèi)），且電流信號頻率不能太低（50HZ以上）。
5、無源積分器
無源積分器主要是一個RC等效網(wǎng)絡。無源積分器僅僅適用于大型快變電流脈沖（大的 di/dt）的測量,因為它在低頻部分的性能很差，且只有當高脈沖引起的線圈大電壓輸出，才能保證其測量有足夠的精度。因此，無源積分器通常被用于雷電測試設備、以及軌炮的測量。他它的優(yōu)勢就是不需要電源供電。
RC無源積分工作條件：電感L足夠?。╱H級），取樣電阻Rt足夠大（100?~1K），信號頻率要足夠的大，且滿足f>10倍的1/(RC)，比如R=10K，C=100nF，則被測信號頻率要大于10K。
無源 RC 積分線圈下限工作頻率與靈敏度成反比。 對于特定的傳感器， 在設計靈敏度目標已經(jīng)確定的前提下，積分時間常數(shù)被間接的決定了。因此，不能同時獲得較高的靈敏度和較低的下限工作頻率。 所以只有當信號周期 T<<RC 的信號才能得到近似的積分效果。且此時輸出電壓的幅值較小，對提高信噪比不利。其實也就是，在低頻的時候，無源無法收集信號，因為本來信號就很弱，無源阻抗有限，而有源運放阻抗無窮大，可以適用低頻信號。
無源積分電路其實就是一個低通濾波器，且沒有放大功能，當信號頻率f>>f0時，則相位Ψ就接近-90度。（f0是特征頻率），當RC太大時，雖然可以還原更低頻率的信號，但輸出幅值會更小，以至于信號會淹沒在噪聲中，干擾信號會使信號變形嚴重。
5、有源積分器
有源積分器比無源積分器的應用更加的廣泛，因為有源積分器可以測量更寬的電流范圍（1A-1000kA），更寬的信號帶寬（0.1Hz-1MHz）。 對于測量低頻信號的羅氏線圈，其積分器的設計對整個測試的性能更是起著決定性的作用。
6、積分器時間常數(shù)
積分器的特性取決于其本身的時間常數(shù)（RC），R是積分器的等效電阻，C是積分器的等效電容。不同的R和C取值，直接決定整個電流傳感器的不同測試范圍。以我們的柔性羅氏線圈為例，通過調(diào)整R,C兩個參數(shù)，可以使該電流傳感器的測量范圍從數(shù)毫安(mA) 到 數(shù)百萬安培。
7、帶寬
傳感器的低頻性能主要由積分器的設計決定，而高頻部分的性能主要取決于線圈的屬性。
為了提高電流傳感器的帶寬，通常的方法是降低線圈的寄生參數(shù)，即減少線圈的尺寸和匝數(shù)等，來使線圈獲得小的寄生電感與寄生電容從而使諧振頻率提高以實現(xiàn)拓展羅氏線圈電流傳感器帶寬的目的。然而這方法卻有無法忽視的副作用：隨著線圈的匝數(shù)和尺寸的減小，雖然寄生參數(shù)會降低，但是同時會不可避免地降低傳感器的信噪比，使得羅氏線圈電流傳感器無論是在抗擾能力上還是精確度上都會受到影響。作為羅氏線圈電流傳感器的另一部分，積分器基本無法起到提高傳感器高頻特性的作用。

無源 RC 積分羅氏線圈電路結(jié)構(gòu)

b.單向脈沖信號以及震蕩脈沖信號的測量
c. 含有直流分量的交流部分的波形測量，譬如：全波整流的電流
d.測量疊加在直流電流中的紋波信號
e.極低頻率電流的測量（小于 0.1Hz）
當然，也可以通過測量進入整流器的AC，來間接的測量直流電流，該方法的精度也非常的高。根據(jù)該方法，已經(jīng)成功應用于發(fā)電機轉(zhuǎn)子電流的測量。同時，該技術(shù)也已經(jīng)用于鋁電解廠的電流監(jiān)控。
9、對方波電流的幅值響應
　　在脈沖功率技術(shù)中,我們所要測量的電流信號經(jīng)常有方波類型的信號。羅氏線圈感應的電動勢是由dIm/d t引起的,方波的平頂電流是無法感應出電信號的,此時線圈內(nèi)由方波上升沿感應的電動勢會以時間常數(shù)L/R 通過線圈電感和積分電阻放電,放電太快,則測量無法反映方波電流波形。所以在設計中我們必須保證在T0(所測方波電流的脈寬)時間內(nèi)電流衰減很小。一般取L/R >20T0,這樣可以滿足測量需要。
10、抗干擾措施
在制作線圈時，為了消除橫向漏磁場的影響，線圈要回繞和線圈相同的層數(shù)，即線圈要繞偶數(shù)層數(shù)， 因此可以在骨架上要開一條細槽，使線圈沿著細槽回繞。繞線的方法可以如圖所示。另外一種可以用于屏蔽外電場的方法就是把線圈放到鑄鋁件里面電屏蔽，如圖 所示。這樣來至線圈外部的電磁場產(chǎn)生渦流，渦流產(chǎn)生的電磁場抵消了來自線圈外面的電場。

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