目前廣泛采用的技術是使用大功率取樣 電阻，但如果設計的標準輸出電流達到較高時，反饋電阻的溫漂很大。 就目前的技術來說，要保持很低的溫度漂移，只有降低電阻的標稱阻值，但其反饋電壓將僅為ｍＶ級甚至更小，極易被干擾和噪聲信號所淹沒。近年來，對于將電流的測量問題轉變為磁場的測量問題，通過用一定的技術手段測量它的磁密、磁通、磁勢等方法來測量電流的技術得到了發展。例如以霍爾互感器測量直流、交流及脈沖等任意波形的信號，但其長期穩定度只在千分之一左右，溫度系數約萬分之一，不能滿足高精度大電流標準源的設計要求。

 

 國外利用零磁通檢測原理檢測磁化電流的二次諧波分量或磁化電流的正、負磁化電流峰值是否相等的辦法測量直流電流，近年來國內已有單位開始了這方面的研究，但目前國內外對磁芯的挑選要求較高，設計電路也比較復雜。因此，對零磁通檢測技術進行深入探討，對100 A高穩定度直流電流傳感器的設計方法進行重點研究。

 

 零磁通電流檢測原理

 

眾所周知，當電流流過一根導線時，將在導線周圍產生磁場，磁場的大小與流過導線的電流大小有一定的比例關系，這一磁場可以通過軟磁材料來聚集，然后進行檢測。如果磁場的變化與檢測電路輸出有良好的線性關系，便可依據檢測電路的輸出信號來反映導線中的電流大小，零磁通電流檢測的原理電路如圖1所示。

 

圖中：I1 —— 電流互感器一次側電流；，I2—— 二次側電流；，I0—— 激磁電流；．N1 ，N2 —— 分別為一、二次繞組匝數。對于理想電流傳感器，電流傳感器的鐵心如果不消耗能量，那么一次繞組的能量全部傳遞到二次繞組。則有

 

式(1)中：E1 ，E2 —— 一次繞組、二次繞組感應電勢； I1，I2 —— 一次繞組、二次繞組電流；N1 ，N2：——一次繞組、二次繞組的匝數。理想電流傳感器的電流比為

 

 由于電流傳感器的匝數通過鐵心窗口的封閉回路計算，是一匝一匝計算的，不存在半匝的情況，因此不可以采用半匝或分數匝補償。所以，要想提高準確度就必須采用輔助手段雙繞組、雙鐵心等。但這些手段會導致接線及補償工藝復雜，調整不方便或根本不可能調整。隨著電子技術的發展，對傳感器的誤

差可以進行有源補償，在很大程度上克服了無源補償的缺點。

 單一線圈零磁通檢測原理

 

單檢測線圈接線圖如圖2所示。

 

 

圖2中u=U cos~t為激勵信號，I1 為被測直流電流，N1 =1相當于初級匝數，N2 為檢測繞組的匝數， T為高導磁率磁環。如圖2所示，假設T在立激勵下，產生的磁通密度為B =Bmsinitt，直流電流流過產生的磁通密度為B。。當B。>0時，磁化電流前半周期的幅度要比后半周期的幅度大，同理當B。<0時，磁化電流前半周期的幅度要比后半周期的幅度小，即不管其是否飽和，磁化電流的波形幅度都隨B。變化(即I。的變化)而單調變化。如果把圖2中激勵繞組改為檢測繞組N0和補償繞組N3 。檢測與補償控制電路產生補償電流，I3通過補償繞組N3 產生激磁動勢。使I0降至極低，達到近似“零磁通”的效果。實際使用中,調制波激勵線圈N3，在磁環T上產生感應磁場，并會對直流磁場產生一定的影響，因此很難實現電流的精密測試，從而影響被測電流精度。