上一篇夾合式電流探頭 - 交流電流互感器或混合霍爾效應傳感器/交流電流互感器。這一篇主講羅氏線圈：用于大交流電流測量的便捷探頭。

羅氏線圈

如果您處理的是幾十安培的交流電流并且希望進行靈活的電流測量，可以考慮使用羅氏電流探頭。

羅氏線圈是用于測量交流電流的電子式互感器，比如高速瞬變、功率器件的脈沖電流，或50 或 60 Hz 下的電源線正弦電流。羅氏線圈是一個靈活的夾合式傳感器線圈，能夠被輕松纏繞在電流導體上進行測量，可以測量幾千安培的大電流，而無需增大互感器的尺寸。

羅氏線圈的工作原理是什么？

羅氏線圈的工作原理基于法拉第定律，講述的是閉合電路中感應的總電動勢與連接電路的總磁通量時間變化率的正比關系。

羅科夫斯基線圈與交流電電流互感器類似，其中電壓被導向第二線圈，并在該處與經過絕緣導體的電流成正比關系。關鍵區別在于羅科夫斯基線圈帶有空心磁芯，這一點與電流互

感器剛好相反，后者依靠高導磁率鋼芯與第二繞線實現磁耦合。而空心磁芯則采用較低插入抗阻的設計，實現更快的信號響應和線性的信號電壓。

空心磁芯線圈以環形方式被置于帶電流的導體周圍，且交流電電流產生的磁場會在線圈中感應電壓。羅科夫斯基線圈生成與線圈環路中電流變化率（導數）成正比的電壓。之后，該線圈電壓被整合，以便探頭提供與輸入電流信號成正比的輸出電壓。

羅科夫斯基線圈生成與線圈環路中電流變化率（導數）成正比的電壓。

優點

羅科夫斯基線圈電流探頭在各種不同類型的電流傳感器或感應技術上都有許多優點。

– 無磁芯飽和現象的大電流測量

羅氏線圈可以測量大電流（范圍涵蓋從數 mA 到數 kA 以上）而無磁芯飽和現象，因為探頭使用的是非磁性“空心”磁芯。可測量電流的上限被測量儀器的最大輸入電壓或被線圈/積分器電路元件的電壓崩潰限值所限制。其他電流傳感器會隨著測量電流范圍的增加而變得更加笨重不同，羅氏線圈由于與待測量電流幅度獨立，從而可以保持相同的小體積。這使得羅氏線圈成為了進行數百乃至數千安大交流電流測量的最有效

測量工具。

– 使用靈活輕型包夾式傳感線圈使用靈活，可輕松包裹住帶電流的導體。其可以插入電路內難以觸及的部件。大部分羅氏線圈都足夠纖細，可以放入 T0-220 或 TO-247 功率半導體封裝腿之間，而無需額外的線圈連接電流探頭。這也提供了實現高信號完整性測量的優點。

– 最高帶寬 >30 MHz

讓羅氏線圈可以測量變化速度極快的電流信號 – 例如數千 A/μsec 的信號。高帶寬特性允許分析系統中以高開關頻率運行的高階諧波，或精確監控具有快速上升或下降時間的開關波形。實現高信號完整性測量的優點。

– 非侵入性或無損測量

由于具有低插入阻抗，羅氏線圈從待測設備中抽取的電流極小。因為探頭而注入到被測設備中的阻抗只是幾微微亨利，因而支持更快速的信號響應和非常線性化的信號電壓。

– 低成本

與霍爾效應傳感器/互感器電流探頭相比，羅氏線圈通常價格較低。

限制

– 限交流電

羅氏線圈無法處理直流電流，僅支持交流電流。

– 靈敏度

羅氏線圈與電流互感器相比，由于缺少高導磁率磁芯而靈敏度較低。

選擇電流探頭時的關鍵問題

– 確定您是測量交流、直流，還是直流上面的交流電流。

– 您要測量的最大電流是多少？

– 您要測量的最小電流是多少？

– 您正在測量的電流信號的共模電壓是多少？

– 您的目標電流信號速度有多快？

– 待測設備尺寸有多大？

– 您同時使用多少個電流探頭或電壓探頭？

– 待測量的導體的最大電壓是多少？

– 您想要使用什么類型的示波器？

– 您的預算是多少？

下面的圖表比較傳感器電阻、夾合式電流探頭和羅氏線圈電流探頭的主要屬性。在您需要給應用選擇電流探頭時，您可以參考這個圖表。

結論

測量電流的方式多種多樣，每種方式都有其優點和限制，且每種探頭都有較佳應用領域。當將它們合理應用于設計的目標應用時，您才會得到較佳效果。您現在對電流探頭的各種類型、基本原理和各種電流探頭類型之間的優點和限制有了較好的了解。