罗氏线圈波形测量中选择Q值的重要作用

       罗氏线圈是一种交流电流传感器，是一个空心环形的线圈，有柔性和硬性两种，可以直接套在被测量的导体上来测量交流电流。

       罗氏线圈适用于较宽频率范围内的交流电流的测量，对导体、尺寸都无特殊要求，具有较快的瞬间反应能力，广泛应用在传统的电流测量装置如电流互感器无法使用的场合，用于电流测量，尤其是高频、大电流测量。

       下面由普科科技PRBTEK为大家介绍罗氏线圈波形测量中选择Q值的重要作用：

1. 参数Q

       Q值是表征转移电荷量能力的参数，在罗氏线圈中也可解释为线圈达到磁饱和前能够装载的电荷量能力。Q值的单位是库仑（C）也可是安秒积（A•s），在计算中我们通常使用安秒积（A•s）这个单位，更直观便于运算。

2. Q值计算方法

       从定义上看，Q就是电流安培乘以秒，从电流示波图上看是电流波形包裹的面积，我们以10/350μs波形为例。

       此波形的包裹面积可以近似看作三角形面积，底*高*0.5，标准10/350μs波形应该在1ms处归零，所以近似地上图的Q=49.7*10E3*1.0*10E-3*0.5=47.9*0.5=24.9（A•s）。

       所以在有些标准里10/350μs的Q=0.5Ipeak。推广到所有波形，只要找到该波形的近似三角形的底（归零点）和高（峰值）除以二，就可以算出Q。

3、罗氏线圈的Q值选用

      每只罗氏线圈会给出一个Q值

4. 超出罗氏线圈Q值的波形表现

      如果被测波形超出了罗氏线圈自身转移电荷量Q的能力，将会出现磁芯饱和的现象。如下图:

波形超过线圈自身的Q值能力出现拐点归零

      该波形在680μs左右出现拐点并快速归零，证明此时线圈达到磁饱和。如果线圈磁饱和，会出现磁芯磁化现象，那么随后即使在Q值能力内的测试也会有可能持续出现次饱和的现象，如下图，这是在磁饱后，降低峰值，原本在能力内的波形也持续地饱和。

降低峰值到Q能力内，波形依然显示饱和

       所以，我们给出一个解决方案：只要进行一次小幅值反向冲击电流，即可将磁化的磁芯消磁，测量恢复正常。

       首先，对雷电流的采样峰值是非常简单的技术了，使用分流器、偏振器、磁互感等都可以准确测量，但是研究自然雷电，更重要的是对波形的研究，也就是对雷电电荷能量的研究。

       那么如何判断波形是不是真实的雷电波，是不是有畸变呢？按以下两步：

首先放大波形，进行Q值计算，如果得出采集到的电流波Q值约等于所用线圈的转移电荷量能力Q那么我们可以判断该波形存疑，进行第二步排查。

       这里说一下在没有计算机软件的情况下，异形波Q的计算方法。

波形的面积分割

       我们可以按几何分割的方法进行异形平面面积分割计算，如图，我们可以将其分割成A、B、C三部分分别计算后相加。如何不规则的波形都可以分割成许多规则的几何形状进行面积计算，也就是简单的积分。

第二步看是否在波尾有拐点并快速归零，如上一节展示的波形。因为在电流波尾阶段，是一个放电过程，放电通道阻抗没有大的变化时，是不可能突变的。

       如果以上两步都达到了肯定的答案，那么该波形判定为畸变，不可采纳，需要更换罗氏线圈。

以上是PRBTEK为您分享的罗氏线圈波形测量中选择Q值的重要作用，罗氏线圈可一般运用于继电保护装置，可控硅整流，直流变频变速，电阻焊机等数据信号比较严重崎变及其加热炉、短路故障检测、雷击数据信号收集等大电流量的场所。罗氏线圈具备检测范围宽，高精度，平稳靠谱，回应频段宽，另外具备精确测量和继电保护装置作用，体型小、重量较轻、安全性且合乎环境保护规定。

       普科科技PRBTEK致力于示波器测试附件配件研发、生产、销售，涵盖产品包含电流探头、差分探头、高压探头、无源探头、电源纹波探头、柔性电流探头、近场探头、逻辑探头、功率探头和光探头等，满足客户多样化测试需求，库存充足，价格合理。详情访问官网www.prbtek.com