屏蔽盒的設計
羅氏線圈測量的好壞很大程度上要受到外加干擾的影響，并且羅氏線圈大都在條件惡劣的環境下工作，因此能否消除干擾是羅氏線圈設計成功與否的關鍵所在 。空間雜波穿越線圈包圍的空間時，其與截面垂直的分量會引起感應電壓并與信號電壓疊加，對后續的測量產生干擾。因此，為了正確反映i ，必須只讓 的磁場與測量線圈交鏈，故解決電磁屏蔽問題非常重要，其關鍵是屏蔽盒(見圖6)的設計。
圖6中在垂直于屏蔽盒軸線方向開了一條縫隙，稱為主氣隙。因為空氣的磁導率比金屬小很多，有了這條主氣隙，金屬板不能形成環路，金屬板在縫隙處磁阻變得很大，可防止i 產生的磁場被聚集在屏蔽盒的金屬板內而無法進入到線圈內部。
圖1 基本對正后羅氏線圈測量波形
圖2 非均勻繞制羅氏線圈偏心放置
圖3 原電流與線圈平面存在口夾角
圖4 羅氏線圈反相回繞示意圖
此外在屏蔽盒的環形內側開一道縫隙，稱為輔助氣隙，可防止屏蔽蓋與屏蔽盒壁的環形中感應出
圖5 不同繞線時羅氏線圈的測量波形
環形電流，該環形電流產生的磁場方向將與通過線圈的i 產生的磁場方向相反，抵消通過線圈內部的磁通，使測量的“(￡)小于真實值。
采用多層繞制的線圈結構
對自積分式羅氏線圈，自積分條件滿足情況的好壞直接影響到測量的準確度。用于測量100kHz電流信號的小型羅氏線圈骨架單層繞線的M、L。較小，不利于滿足自積分條件。因i 頻率不變時只能提高L。，故試驗了一種多層繞制的羅氏線圈，通過提高線圈匝數N來提高線圈自感系數L。，這將更易于滿足自積分條件。
但多層繞制的線圈(即在前一層線圈表面上繞制新一層線圈)的自感L會增大，同時分布電容C0隨著線圈匝數N的增加而成倍增加，而且由于前一層繞線的影響，多層繞制的線圈很難保證均勻密繞，故抑制外界雜散磁場的能力不強，很容易受外界干擾的影響，測量準確度不高。
雙層線圈測量的電流波形圖見圖7，可見電流波形大致的包絡輪廓并未畸變，這說明白積分條件得到了較好滿足。但波形信號存在明顯振蕩，這主要是因為采用多層繞制后，層與層之間很難做到真正的均勻繞制，層與層之間、層與外殼之間引入了較多的分布電容，而線圈本身又具有較大的電感，電容和電感共同作用引起振蕩。解決這種振蕩的方法為：①采用更好的繞制工藝，盡量減小繞線分布電容；②將繞線多點通過電阻接地。多層繞制的羅氏線圈在解決分布電容的問題時必然導致線圈體積過大，而且多層繞制線圈只是在單層線圈骨架上繞制多層繞線，這雖然能提高線圈的L。，但L。本質上仍受線圈骨架的制約，仍要求線圈本身較好地滿足自積分條件，這樣不利于線圈的小型化。綜合以上考慮，最終準備在設計上選取更有利的結構。
帶磁芯結構的羅氏線圈
自積分式空心羅氏線圈測量一些低頻脈沖信號時，若要求仍能滿足自積分條件，則要么把線圈骨架設計到很大的尺寸，這將不利于實際使用；要么選用
圖6屏蔽盒結構圖
圖7 雙層繞制羅氏線圈電流波形測試圖
很小的取樣電阻，這又將使信噪比大為下降。為了使線圈適應低頻信號的測量并盡量減小線圈尺寸，只能提高羅氏線圈的L。。而使用磁性材料作為線圈骨架[1 ，可增大線圈的L。，使其在較低頻率下也能滿足自積分條件。這種改進后的帶磁芯的羅氏線圈，拓寬了羅氏線圈測量高頻沖擊信號的傳統使用范圍，使其用途更廣泛。
因磁芯的磁導率／1是空氣磁導率的幾千倍，而線圈的L又正比于／1，故帶磁芯的羅氏線圈的L是相同尺寸空心線圈的幾千倍，這使得自積分條件更容易滿足。但若被測電流產生的磁場強度過大，使磁芯工作在飽和區域，則磁芯 值將會大幅下降，自積分條件可能不再滿足，波形就會發生畸變。所以在設計帶磁芯的羅氏線圈時，避免磁芯飽和是非常關鍵的問題。
圖8 帶磁芯的羅氏線圈飽和后的電流波形
圖8為帶磁芯的羅氏線圈工作在磁芯飽和區域時測量的電流波形，波形在第1次通過零點時有明顯畸變L1引。
對飽和磁感應強度為B。的磁芯而言，允許的最大勵磁電流J xB[" 與骨架尺寸有關，即：
而根據i (￡)算得的最大勵磁電流為
為使磁芯在測量中不飽和，必須滿足Ira．】cB>J n。選取線圈磁芯骨架材料時還要充分考慮i (￡)的工作頻率，必須選取合適的磁芯工作頻率范圍，以免磁芯頻率響應不夠。
此外，為使線圈更好地滿足自積分條件，應盡量選取磁導率高的材料作為磁芯材料。
本文自制羅氏線圈所用磁芯材料為錳鋅鐵氧體，最大飽和磁感應強度B。一0．5 T， 一5000，工作頻率為數萬Hz，線圈用500 mQ采樣電阻，反向回繞法繞線。圖13為帶磁芯的羅氏線圈電流測試波形(下部曲線)與美國標準電流測試探頭電流測試波形(上部曲線)比對圖，可見干擾信號得到較好控制，測量結果較理想。
結 語
為減小線圈放置的隨意性對測量的影響，可均勻繞線或增大線圈的自積分系數，使線圈更接近理想的理論狀態；空心多層繞制的羅氏線圈制作過程中應盡量減小線圈雜散電容，并均勻繞線；帶磁芯的羅氏線圈的磁芯飽和問題是設計的重點，要求根據原電流峰值來計算磁芯材料的飽和磁感應強度B。