羅氏線圈波形測量中選擇Q值的重要作用

PRBTEK

       羅氏線圈是一種交流電流傳感器，是一個空心環形的線圈，有柔性和硬性兩種，可以直接套在被測量的導體上來測量交流電流。

羅氏線圈適用于較寬頻率范圍內的交流電流的測量，對導體、尺寸都無特殊要求，具有較快的瞬間反應能力，廣泛應用在傳統的電流測量裝置如電流互感器無法使用的場合，用于電流測量，尤其是高頻、大電流測量。

       下面由普科科技PRBTEK為大家介紹羅氏線圈波形測量中選擇Q值的重要作用：

1. 參數Q

       Q值是表征轉移電荷量能力的參數，在羅氏線圈中也可解釋為線圈達到磁飽和前能夠裝載的電荷量能力。Q值的單位是庫侖（C）也可是安秒積（A•s），在計算中我們通常使用安秒積（A•s）這個單位，更直觀便于運算。

2. Q值計算方法

       從定義上看，Q就是電流安培乘以秒，從電流示波圖上看是電流波形包裹的面積，我們以10/350μs波形為例。

       此波形的包裹面積可以近似看作三角形面積，底*高*0.5，標準10/350μs波形應該在1ms處歸零，所以近似地上圖的Q=49.7*10E3*1.0*10E-3*0.5=47.9*0.5=24.9（A•s）。

       所以在有些標準里10/350μs的Q=0.5Ipeak。推廣到所有波形，只要找到該波形的近似三角形的底（歸零點）和高（峰值）除以二，就可以算出Q。

3、羅氏線圈的Q值選用

       每只羅氏線圈會給出一個Q值

4. 超出羅氏線圈Q值的波形表現

       如果被測波形超出了羅氏線圈自身轉移電荷量Q的能力，將會出現磁芯飽和的現象。如下圖:

波形超過線圈自身的Q值能力出現拐點歸零

        該波形在680μs左右出現拐點并快速歸零，證明此時線圈達到磁飽和。如果線圈磁飽和，會出現磁芯磁化現象，那么隨后即使在Q值能力內的測試也會有可能持續出現次飽和的現象，如下圖，這是在磁飽后，降低峰值，原本在能力內的波形也持續地飽和。

降低峰值到Q能力內，波形依然顯示飽和

       所以，我們給出一個解決方案：只要進行一次小幅值反向沖擊電流，即可將磁化的磁芯消磁，測量恢復正常。

       首先，對雷電流的采樣峰值是非常簡單的技術了，使用分流器、偏振器、磁互感等都可以準確測量，但是研究自然雷電，更重要的是對波形的研究，也就是對雷電電荷能量的研究。

       那么如何判斷波形是不是真實的雷電波，是不是有畸變呢？按以下兩步：

       第一步放大波形，進行Q值計算，如果得出采集到的電流波Q值約等于所用線圈的轉移電荷量能力Q那么我們可以判斷該波形存疑，進行第二步排查。

       這里說一下在沒有計算機軟件的情況下，異形波Q的計算方法。

波形的面積分割

       我們可以按幾何分割的方法進行異形平面面積分割計算，如圖，我們可以將其分割成A、B、C三部分分別計算后相加。如何不規則的波形都可以分割成許多規則的幾何形狀進行面積計算，也就是簡單的積分。

       第二步看是否在波尾有拐點并快速歸零，如上一節展示的波形。因為在電流波尾階段，是一個放電過程，放電通道阻抗沒有大的變化時，是不可能突變的。

       如果以上兩步都達到了肯定的答案，那么該波形判定為畸變，不可采納，需要更換羅氏線圈。

       以上是PRBTEK為您分享的羅氏線圈波形測量中選擇Q值的重要作用，羅氏線圈可一般運用于繼電保護裝置，可控硅整流，直流變頻變速，電阻焊機等數據信號比較嚴重崎變及其加熱爐、短路故障檢測、雷擊數據信號收集等大電流量的場所。羅氏線圈具備檢測范圍寬，高精度，平穩靠譜，回應頻段寬，另外具備精確測量和繼電保護裝置作用，體型小、重量較輕、安全性且合乎環境保護規定。

       普科科技PRBTEK致力于示波器測試附件配件研發、生產、銷售，涵蓋產品包含電流探頭、差分探頭、高壓探頭、無源探頭、電源紋波探頭、柔性電流探頭、近場探頭、邏輯探頭、功率探頭和光探頭等，滿足客戶多樣化測試需求，庫存充足，價格合理。詳情訪問官網www.prbtek.com