具体的分类也可以归结为非隔离和隔离式。非隔离式一般为分流器,隔离式一般是通过测量被测电流所产生的磁场来推得被测电流的。
第一种:分流器法
这种方法就是1.2.1 中提到的分流器法,通过欧姆定律来得到被测电流,可以应用于脉冲电流的测量。
分流器法电路结构简单,实现方便。但是在高频的的情况下,在分流器电阻中会产生集肤效应,使分流电阻的阻值发生变化;同时如果脉冲电流的频率较低,即持续的时间较长,分流电阻所消耗的电功率全部转化为热能,温度的变化也会引起阻值的变化;另外,电阻本身也存在电感,阻值较大的无感分流电阻是很难制造的;再者,由于分流器的串入回路中,改变了电路原有的参数,上述这几点无疑会造成测量误差。除了造成测量误差外,在一些情况下分流器两端的电压很高,会对人员和设备造成伤害。
第二种:霍尔传感器
在上一小节中给出霍尔传感器可以测量很大的电流,当然也可以用来测量脉冲电流,通过对霍尔元件两端产生的电压信号的检测就可以推导出回路中电流的波形。霍尔传感器的特点是尺寸小,结构相对简单,频带较宽。但是上节所述的霍尔传感器的多种缺陷在测量脉冲电流时依然存在,所以它不适合用在电磁环境复杂的环境中。
第三种:光学电流传感器法
光学传感器主要是应用的磁光效应[26]。这种方法得到的是被测电流和光的关系,因为最后的检测量为光,所以它的抗干扰能力强,光信号衰减弱,有利于简化测量设备。国内外目前的研究比较多。图1.1 给出了光学电流传感器的示意图。

图1.1 磁光效应法测量电流示意图
运用光学电流传感器测量脉冲电流安全可靠,对脉冲电流的测量频带宽,这几点是光学电流传感器的显著优势。光学电流传感器也具有其缺点,它内部结构复杂,不易加工,而且某些磁光材料的固有属性也会对测量造成误差,同时容易受温度和震动的影响等,所以在应用上具有一定的局限性。
第四种:罗氏线圈测量法
上世纪初,罗格夫斯基提出了一种可以用空心线圈测量磁场强度的方法,并且发表了论文:The Measurement of Magnet Motive Force,这种线圈被命名为罗氏线圈。在后来的研究中,Cooper 的人证明了可以用罗氏线圈来测量脉冲电流,为后来的应用奠定了基础[28]。初期因为罗氏线圈对电流测量的精度问题,人们对罗氏线圈并不重视,直到上世纪60 年代科学家改进了罗氏线圈的结构,从而提高了对电流测量精度,罗氏线圈重新得到了重视。到上世纪80 年代,罗氏线圈的研究越发成熟,基本上实现
了系列化和产业化,它的应用也得到了进一步的推广。
罗氏线圈具有其独特的结构,所以不需要考虑铁芯所引起的问题,相比于传统电磁式电流互感器,罗氏线圈具有以下优势:
1.不需要考虑铁芯的饱和,线性度好,线圈的测量范围非常宽,可以跨越好几个数量级;
2.罗氏线圈的自身时间常数很小,所以可以用来测量较高频率的电流,也就是说,可以测量的电流的频带很宽,特殊的设计甚至可以达到数千兆赫兹;
3.线圈的输出为电压值,通过后续的信号处理电路,可以方便的实现数字化输出;
4.不含铁芯,所以体积小,重量轻。
罗氏线圈作为脉冲电流传感器具有其显著的优势,可以说,罗氏线圈是对脉冲电流测量的首选项。本文中以罗氏线圈作为检测脉冲电流分量的传感器,分析了罗氏线圈的多种特性,并且对测量系统进行了研究与实践。