羅氏線圈是一種空心環(huán)形的線圈，可以直接套在被測量的導(dǎo)體上。導(dǎo)體中流過的交流電流會在導(dǎo)體周圍產(chǎn)生一個交替變化的磁場，從而在線圈中感應(yīng)出一個與電流變比成比例的交流電壓信號，用此電壓信號來描述被測電流。它的理論依據(jù)是電磁感應(yīng)定律和安培環(huán)路定律。當被測電流沿中心線通過線圈時，在環(huán)形繞組所包圍的空間內(nèi)產(chǎn)生相應(yīng)變化的磁場H。由安培環(huán)路定則得：

當檢測線圈為環(huán)形、其截面為矩形時，見圖1。

式中

H———線圈內(nèi)部的磁場強度；

B———線圈內(nèi)部的磁感應(yīng)強度；

N———線圈匝數(shù)；

E———線圈兩端感應(yīng)電壓；

滋———骨架材料磁導(dǎo)率；

b———骨架外徑；

a———骨架內(nèi)徑。

圖1 羅氏線圈結(jié)構(gòu)示意圖

由公式（2）和（3）可知，當線圈骨架材料一定，尺寸一定，繞制線圈所用的導(dǎo)線尺寸一定，N 為恒定值，感應(yīng)電壓E（t）就正比于被測電流I 的微分值，相位相差90°。

為了便于我們在生產(chǎn)時觀察和控制，我們希望還原輸入電流信號，通過采用一個專用的積分器將線圈輸出的電壓信號進行積分可以得到另一個交流電壓信號，這個電壓信號可以準確地再現(xiàn)被測量電流信號的波形。

圖2 羅氏線圈積分回路簡化等效電路圖

因為線圈內(nèi)阻很小，與積分電阻比較起來可以忽略，且，故可以略去測量線圈內(nèi)壓降，R 與C 上流過的電流近似相等，所以輸出電壓為：

被測量電流大小可以表示為：

由（7）式可知，只要準確測量輸出電壓U 就可以得出I（t）值。線圈輸出的電信號被積分，實現(xiàn)了與一次電流相同的波型輸出，這樣一來被測電流與電壓信號直接成線性關(guān)系，并得到精確的相位響應(yīng)。

羅氏線圈與積分器組合的系統(tǒng)進行電流測量有以下優(yōu)點：

（1）羅氏線圈由于不含鐵芯，所以不存在磁飽和問題，功率損耗極低，準確度和穩(wěn)定性大大改善。

（2）具有良好的線性度，在量程范圍內(nèi)，系統(tǒng)的輸出信號與待測電流信號一直是線性的，線性度好使得羅氏線圈非常容易標定。

（3）待測電流量程大，可從1 mA 到1 MA。待測電流頻率范圍寬，從0.1 Hz 到1 MHz，可用于測量諧波。

（4）其輸出為弱電壓信號，無二次開路危險，測量系統(tǒng)與待測電流完全隔離，為人身與設(shè)備的安全提供了保障。

（5）制造成本低，尺寸極小，易于安裝，維護簡單方便。