羅氏線(xiàn)圈是一個(gè)均勻纏繞在非鐵磁性材料上的環(huán)形線(xiàn)圈。輸出信號(hào)是電流對(duì)時(shí)間的微分。通過(guò)一個(gè)對(duì)輸出的電壓信號(hào)進(jìn)行積分的電路，就可以真實(shí)還原輸入電流。該線(xiàn)圈具有電流可實(shí)時(shí)測(cè)量、響應(yīng)速度快、不會(huì)飽和的特點(diǎn)，適用交流尤其是高頻大電流測(cè)量。

　　　　羅氏線(xiàn)圈（Rogowski線(xiàn)圈）又叫電流測(cè)量線(xiàn)圈、微分電流傳感器，主要用于測(cè)量交流電流。羅氏線(xiàn)圈工作原理是線(xiàn)圈骨架?chē)@被測(cè)導(dǎo)體，導(dǎo)體周?chē)拇艌?chǎng)會(huì)隨著導(dǎo)體中電流的改變而改變，骨架上的漆包線(xiàn)會(huì)因此感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)。根據(jù)數(shù)學(xué)推導(dǎo)，該電動(dòng)勢(shì)與導(dǎo)體中電流的導(dǎo)數(shù)成正比，而比例系數(shù)跟線(xiàn)圈匝數(shù)、骨架橫截面、磁導(dǎo)通率等有關(guān)，將該電動(dòng)勢(shì)積分運(yùn)算后可還原導(dǎo)體中的電流。一個(gè)完整的羅氏線(xiàn)圈電流測(cè)量系統(tǒng)應(yīng)該包括一個(gè)線(xiàn)圈和一個(gè)積分器，下面我們通過(guò)對(duì)線(xiàn)圈及積分器的介紹，讓大家對(duì)羅氏線(xiàn)圈工作原理有一個(gè)詳盡的了解。

　　一、羅氏線(xiàn)圈工作原理

　　圖示：羅氏線(xiàn)圈探頭基本結(jié)構(gòu)原理示意圖

　　羅氏線(xiàn)圈是一種空心環(huán)形的線(xiàn)圈，有柔性和硬性?xún)煞N，可以直接套在被測(cè)量的導(dǎo)體上來(lái)測(cè)量交流電流。其設(shè)計(jì)基本原理如上圖所示：

　　羅氏線(xiàn)圈測(cè)量電流的理論依據(jù)是法拉第電磁感應(yīng)定律和安培環(huán)路定律，當(dāng)被測(cè)電流沿軸線(xiàn)通過(guò)羅氏線(xiàn)圈中心時(shí)，在環(huán)形繞組所包圍的體積內(nèi)產(chǎn)生相應(yīng)變化的磁場(chǎng)，強(qiáng)度為H，由安培環(huán)路定律得：

　　∮H·dl=I（t）

　　由B=μH，e（t）=dΦ/dt，Ф=N∫B·dS，e（t）=M·di/dt，得：

　　其截面為矩形時(shí)，互感系數(shù)M和自感系數(shù)L分別為：

　　M=μ0Nhln（b/a）/2π

　　L=μ0N^2hln（b/a）/2π

　　上式中，H為線(xiàn)圈內(nèi)部的磁場(chǎng)強(qiáng)度，B為線(xiàn)圈內(nèi)部的磁感應(yīng)強(qiáng)度，μ為真空磁導(dǎo)率，N為線(xiàn)圈匝數(shù)，e（t）為線(xiàn)圈兩端的感應(yīng)電壓a、b分別為線(xiàn)圈橫截面的內(nèi)外徑，h為截面高度。由此可見(jiàn)，線(xiàn)圈一定時(shí)，M為定值，線(xiàn)圈的輸出電壓與di/dt成正比。

　　二、積分器工作原理

　　若想準(zhǔn)確將羅氏線(xiàn)圈的線(xiàn)圈感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)輸出還原為測(cè)量的交流電流i，還必須加一個(gè)反相積分電路。因羅氏線(xiàn)圈感應(yīng)出的電壓很小，為了放大該感應(yīng)電壓，須在積分器前面加一放大電路。積分是一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)，被還原的信號(hào)非常小，為方便測(cè)量，先將信號(hào)放大再積分，這樣一方面可以增大還原信號(hào)，另一方面，電容的存在可以過(guò)濾掉不必要的干擾。積分器通過(guò)對(duì)羅氏線(xiàn)圈感應(yīng)電壓的放大和積分處理，可還原出所測(cè)量的交流電流。放大積分電路原理圖如下所示：

　　圖示：放大積分電路原理示意圖