上升时间短、幅值大、脉宽较窄的脉冲大电流，对科学研究具有较大的应用价值，如何获取其准确波形与参数，是当今电磁测量领域的热点问题。在核物理研究、强磁场脉冲研究中对脉冲功率源技术要求较高，为确保脉冲功率源的稳定运行，需要准确地测量出放电电流，提供实测数据。另一方面，现代电力系统中大功率电力电子器件使用日益增加，其开通和断开时间为数纳秒，在开关动作过程中会产生瞬间变化的脉冲大电流，威胁电力系统的稳定运行，例如适用于先进电力变换装置技术的高速大功率RSD 开关，开关动作时产生电流峰值数十千安以上、电流上升时间数十纳秒以下的脉冲大电流，准确、可靠的监测RSD 开关状态电流，对于研究其开关特性、改善其高速大功率工作性能具有重要意义。
现今测量脉冲电流主要有两种方法：一是直接测量法，使用分流器测量脉冲电流；二是电磁感应法，使用罗氏线圈测量脉冲电流。用来测量脉冲电流的分流器，电感值必须很小，否则会大大影响测量准确度，此外，集肤效应的存在使得分流器输出端电压发生时移。目前，电感值和集肤效应的影响不可避免，分流器只适合用来测量电流峰值不太大（几百千安以下）、上升时间不太短（毫微秒级及以上）的脉冲大电流。罗氏线圈从1921 年提出后，主要用于脉冲大电流的测量。罗氏线圈具有两种工作状态：自积分方式和外积分方式。自积分方式适合测量变化较快、持续时间较短的脉冲电流；外积分方式适合测量变化较慢、持续时间较长的脉冲电流。对于频带较窄的脉冲电流，罗氏线圈传感器的准确度已可满足0.5%的要求。
雷电流属于脉冲大电流的一种，研究雷电的放电规律，一方面有利于雷电流能量的利用，另一方面可为防雷提供基础数据。但雷电流上升沿很陡，下降沿变化缓慢，整个雷电流波形涵盖的频率范围较宽，跨越了典型外积分和自积分两个工作状态所覆盖的带宽，这也是使用罗氏线圈传感器测量雷电流的难点。基于雷电流测量的重要性，部分文章已提及使用罗氏线圈测量雷电流的问题[28][29]，现今，雷电流测量及其参数获取的方法主要有以下5 种：
1）磁钢棒法。研究雷电流测量的早期即出现了磁钢棒法，现今该方法仍广泛应用于电力系统雷电流测量。磁钢棒法的基本原理为电磁感应，雷电流形成后，其周围存在强大的磁场，该磁场将附近的磁钢棒磁化，雷电流消失后，因其特殊的强磁矫顽特性，磁钢棒上仍有大量剩磁，由剩磁大小可计算出雷电流的幅值，根据磁钢棒的磁特性可获取雷电流陡度。该方法具有准确度低、产品一致性差、生产运输不易、不能反映雷电流极性和存在磁饱和问题等缺点，限制了其应用范围的拓展。
2）阴极射线示波器。阴极射线示波器用来记录雷电流最早在1928 年，现今示波器的频带可以做到很宽，可以完整记录雷电流放电过程，且精密度很高，但它的成本较高、绝缘隔离复杂，只能用于特定的测试条件下，不适合野外作业。
3）磁带式雷电记录仪。测量雷电流的磁带法由Jafferis W 和Cerrato R J 提出，其原理为：预先将基准信号录制在高灵敏度的磁带上，并安装在雷电流导体附近，雷击导体时，雷电流磁场使预录在磁带上的基准信号发生变化，通过检测预录的基准信号变化幅度，可获得雷电流幅值。广西大学的王巨丰教授根据此方法结合单片机研制出国内首台“磁带式雷电记录仪”样机。磁带法测量精度高，误差一般在±2%以内。同时该方法也具有较明显的局限性，它仅可获取雷电流幅值，不能获取雷电流发生的时间、雷电流陡度等参数。
4）雷电定位系统。雷电流定位系统出现在上世纪 70 年代，由Martin A Uman、Krider E P 等人开发，既可记录雷电流参数又能精确定位雷击点，该系统功能强大，但其局限性也较明显：该设备十分复杂且需要大量探测站作支撑，投资非常大；若想定位准确需有精确的电子地图作支持；地形因素对其影响较大。80 年代国家电网公司武汉高压研究所引进该项技术，但由于我国国土面积较大、且地形地貌复杂，该方法并未推广应用。
5）罗氏线圈传感器。响应时间短、频带宽、易与高压回路绝缘是罗氏线圈用于雷电流测量的优势。使用罗氏线圈测量雷电流在日本发展较成熟，其主要应用在输电线路的雷电流监测系统中，整套设备采集雷电的电流范围为 10kA~300kA，带宽1MHz。在国内，清华大学和山东电力集团公司共同研制的输电线路雷击定位及雷电特征参数监测系统使用罗氏线圈作为测量雷电流的传感器，该系统在线监测杆塔受雷击时的雷电流波形、输电线路环境温度湿度等信息，已于2007 年12 月调试完成。其重点在测试系统的实现、去除被击物对雷电流波形的影响等。基于罗氏线圈传感器用于脉冲电流测量的研究成果，此部分本文重点研究用于雷电流监测的罗氏线圈传感器，分析传感器测量8/20μs 标准雷电流时的性能，研究目标为准确获取雷电流波形参数，准确度在0.5%以内。该部分内容的研究工作将在本文第五章体现，主要包括理论研究、仿真分析、试验验证三部分。