【導語】

根據被測電流所建立磁場為基礎，通過一定的手段測量其磁密、磁通或磁勢等方法來測量電流，是傳統磁通門電流傳感器的技術起步階段，而自激振蕩磁通門技術的出現為直流測量的發展筑起了更高的臺階。

2009年，西門子（中國）有限公司--Xu Zeliang等--基于開環自激振蕩磁通門技術研制出B型剩余電流檢測器，其中濾波解調電路采用了2階有源低通濾波器，其輸出信號經單片機片上 A/D轉換為數字量再由單片機進行處理。

2014年，河北工業大學-武一等--基于磁化曲線的分段線性函數模型，推導了考慮磁芯磁滯效應情況下自激振蕩磁通門激磁電流平均值與被測電流之間的關系方程，指出通過合理選擇磁芯飽和電流值可以得到與不考慮磁滯效應時相同的關系方程。

2014年，河北工業大學--楊曉光等--對G. Velasco-Quesada 等提出的三磁芯三繞組閉環測量方案進行了改進，研制出兩磁芯三繞組閉環自激振蕩磁通門電流傳感器。雖然該方案實現了低成本，但滿量程±20A 內的測量精度僅為 0.7%。

2015~2016 年，河北工業大學--楊曉光等又對該方案的磁芯和繞組結構進行了改進，但由于未解決上述限制測量精度的核心問題，最終導致優化版的傳感器滿量程±25A內的測量精度最高僅為0.4%。

2011~2016年，哈爾濱工業大學張鐘華院士團隊基于國家重大科學儀器設備開發專項—“寬量限超高精度電流測量儀”（項目編號：2011YQ090004），用5年時間探索基于自激振蕩磁通門技術實現直流大電流測量的新方案，取得了很大的進展。其團隊提出三磁芯四繞組方案，研制了600A精密電流傳感器，其最高測量精度達到十萬份之一以內，達到傳統磁通門傳感器技術精度。

2. 國內對自激振蕩磁通門技術的研究

1991年，加拿大阿爾伯塔大學（University of Alberta）I. M. Filanovsky和前蘇聯科學家V. A. Piskarev提出一種由非線性互感器和運算放大器構成RL多諧振蕩器測量直流電流的新方法，這標志著基于自激振蕩磁通門技術測量直流電流的開始。

2007年，貝爾格萊德大學M. M. Ponjavic 和R. M. Duric 基于磁化曲線的反正切函數模型再次對I. M. Filanovsky 和V. A. Piskarev 提出的測量方法進行了數學證明，并在近似條件下建立了激磁電流平均值與被測電流之間的簡化線性方程，通過降低激磁電流采樣電阻將測量范圍提高到±250A。但是，受濾波解調方式限制，滿量程內的線性度僅達到1.2%。

2009年，日本東京大學（The University of okyo）和瑞士LEM公司在當年的電機與系統國際會議（International Conference on Electrical Machines and Systems）上報道了基于開環自激振蕩磁通門技術研制的用于車載蓄電池電流監測的商用電流傳感器，同時提出通過檢測自激振蕩磁通門飽和區的自激振蕩頻率擴展測量范圍的方法，但測量精度無法保證。

2011年，西班牙加泰羅尼亞技術大學（Technical University of Catalonia）G. Velasco-Quesada等和西班牙Premo公司F. Jeréz合作將開環自激振蕩磁通門技術與傳統交流電流互感器技術相結合，研制出類似傳統磁通門電流傳感器的三磁芯三繞組閉環自激振蕩磁通門電流傳感器，將測量范圍提高到±700A。但是，其滿量程內的測量精度僅0.2%。

1.  國外自激振蕩磁通門技術的發展

1978年，華北電力科學研究院--彭時雄--研制出國內第一臺40kA多比例交流電流比較儀，比例精度優于10−6量級，填補了國內空白。

1982 年，中國科學院電工研究所---劉廷文等--將二次諧波磁調制器技術和傳統交流電流互感器技術相結合研制出5000:1 的零磁通直流電流互感器，滿量程±5k A內的直流比例精度達到3×10−6。

2013 年，華中科技大學任士焱課題組建立了60kA強直流計量標準裝置，相對比例精度達到5×10−6。

2013年，中國計量科學研究院--邵海明課題組--建立了國家5kA直流大電流計量標準，提出了抑制大電流母線漏磁干擾的“分布式均勻化空間磁勢法”，推導了帶氣隙磁屏蔽效能的理論計算公式，提出了在額定磁勢下高準確度自校準的“串并聯法”，最終建立的比例標準在10A:1A~5k A:5A 范圍內的相對比例精度達到2×10−8~5×10−7，邵海明課題組也因此獲得2013年國家科學技術進步二等獎。

3.  實際應用中，國內推動磁通門法發展的主要研究單位有華北電力科學研究院、中國科學院、華中科技大學和中國計量科學研究院。

1978年，中國計量科學研究院郭來祥對磁調制器技術進行了系統研究，他應用圖解法分別推導了方波恒壓源、正弦波恒流源、三角波恒流源、梯形波恒流源和脈沖波恒流源激勵下二次諧波磁調制器的靈敏度公式，并分析了靈敏度的影響因素及提高措施，同時以正弦波恒流源激勵為例應用解析法推導了二次諧波磁調制器的理論輸出公式，此外還對磁調制器的傳輸特性進行了理論分析。

2005年，華中科技大學李前等基于MATLAB建立了正弦波電壓源激磁的雙鐵芯磁調制器仿真模型，為快速研究各個參數對磁調制器的性能影響提供了便利。

2008年，海軍工程大學張民等建立了正弦波電壓源激勵下的二次諧波磁調制器靈敏度公式，分析了靈敏度的主要影響因素，指出提高靈敏度的主要措施是選用高磁導率、低飽和磁感應強度的矩磁性材料制作激磁磁芯。

至此，有關磁調制器的理論研究趨于完善。

2.  國內對磁調制器的理論研究則推遲到了20世紀70年代。

1.  國外對磁調制器的理論研究始于20世紀30年代，其中具有代表性的有：

1951年，英國曼徹斯特大學（The University of Manchester）F. C. Williams 和英國電信研究所（Telecommunications Research Establishment）S. W. Noble 對二次諧波磁調制器的理論模型進行了深入研究，他們應用圖解法基于磁化曲線的分段線性函數模型推導了三角波恒流源激勵的雙磁芯磁調制器的輸出電壓方程，深入分析了磁調制器的失調和噪聲來源，并在簡化假設條件下建立了巴克豪森噪聲的頻譜表達式；

1959年，美國雪城大學（Syracuse University）E.  J. Kletsky同樣應用圖解法基于磁化曲線的分段線性近似模型推導了正弦波恒流源激勵的雙鐵芯磁調制器的輸出電壓方程式，并通過理論分析和實驗建立了二次諧波磁調制器的優化設計原則。