【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于脉冲功率和电流测量，具体地说，涉及一种罗氏线圈低频带宽扩展方法、装置、介质及设备。
技术介绍
1、电流测量作为电气领域内的重要技术，在控制、计量、保护和监视等诸多领域起到了重要的作用，其测量精度和稳定性对电网和电力设备的安全运行非常关键。现阶段电流测量原理主要分为两大类：一是根据被测电流在已知电阻上的电压降确定被测电流大小，如分流器；二是根据被测电流所建立磁场推算被测电流大小，如铁芯线圈、罗氏线圈、光学电流传感器及霍尔电流传感器。
2、罗氏线圈由于具有测量电流脉冲幅值大、频带宽、无磁心饱和现象、输出信号隔离以及插入损耗小等特点，在瞬态大电流检测领域以及脉冲功率技术应用领域备受关注。目前的大部分传统自积分罗氏线圈频带受限于线圈结构的影响，在测量时具有较高的上限截止频率，但在频率较低时，对于较低频电流的测量效果欠佳，不能满足同时测量高频和较低频的电流信号；另一方面，通过改进自积分罗氏线圈自身的结构和参数难以扩宽线圈的下限频带。
3、目前普遍采用基于有源积分器的积分技术来扩展传统自积分罗氏线圈的低频测量下限，但有源积分器需要额外供电，且输出幅值不能超过电源电压（如±5v）；有源元器件抗浪涌能力弱，在强电磁脉冲环境中易损坏。因此，亟待找到一种方式能够在保留自积分罗氏线圈原有的高上限截止频率的基础上扩宽频带，提升罗氏线圈在较低频电流的测量功能。
技术实现思路
1、专利技术的第一目的在于克服现有技术中存在的缺点与不足，提供一种罗氏线圈低频带宽扩展方法，本专
2、专利技术的第二目的在于提供一种罗氏线圈低频带宽扩展装置。
3、专利技术的第三目的在于提供一种存储介质。
4、专利技术的第四目的在于提供一种计算设备。
5、本专利技术的目的通过下述技术方案实现：一种罗氏线圈低频带宽扩展方法，包括步骤：
6、s1、构建罗氏线圈测量电路，所述罗氏线圈测量电路包括罗氏线圈和与之并联的自积分器，所述自积分器包括采样电阻rt；
7、s2、构建二阶无源外积分器，所述二阶无源外积分器包括第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3、第四电阻r4、第五电阻r5、第一电容c1和第二电容c2，其中，所述第一电阻r1、第三电阻r3及第五电阻r5呈三角形连接，所述第一电容c1和第四电阻r4串联，所述第二电容c2和第二电阻r2串联，所述第五电阻 r5的两端分别与第四电阻r4和第二电阻r2连接；所述第一电阻r1与第三电阻r3的连接端形成二阶无源外积分器的输入端，所述第一电阻r1、第五电阻r5和第二电阻r2的连接端形成二阶无源外积分器的输出端，所述第一电容c1和第二电容c2的连接端形成二阶无源外积分器的公共端；
8、s3、将二阶无源外积分器与罗氏线圈测量电路并联，以根据预设参数条件对所述罗氏线圈的输出信号进行调节，以扩展所述罗氏线圈的低频带宽下限，其中，所述罗氏线圈感应被测电流并在所述采样电阻rt两端输出电压信号，所述电压信号作为二阶无源外积分器的输入信号。
9、优选的，所述预设参数条件包括：
10、所述罗氏线圈的自感l0与采样电阻rt的比值等于第二电阻与第一电容的乘积：l0/rt= r2c1；
11、所述第一电阻与第二电阻的电阻值满足关系式：r1≥kr2，k为预设期望值；
12、所述第一电阻与第五电阻的电阻值相等：r1=r5，所述第一电阻的电阻值等于两倍第三电阻的电阻值：r1=2r3，所述第一电容与第二电容的电容值相等：c1= c2，所述第二电阻的电阻值等于两倍第四电阻的电阻值：r2=2r4。
13、优选的，所述预设期望值k取值为10。
14、优选的，所述罗氏线圈由漆线包松绕在圆环状绝缘骨架上形成，漆线包及圆环状绝缘骨架外包覆有屏蔽外壳。
15、一种罗氏线圈低频带宽扩展装置，包括：
16、第一构建模块，用于构建罗氏线圈测量电路，所述罗氏线圈测量电路包括罗氏线圈和与之并联的自积分器，所述自积分器包括采样电阻rt；
17、第二构建模块，用于构建二阶无源外积分器，所述二阶无源外积分器包括第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3、第四电阻r4、第五电阻r5、第一电容c1和第二电容c2，其中，所述第一电阻r1、第三电阻r3及第五电阻r5呈三角形连接，所述第一电容c1和第四电阻r4串联，所述第二电容c2和第二电阻r2串联，所述第五电阻 r5的两端分别与第四电阻r4和第二电阻r2连接；所述第一电阻r1与第三电阻r3的连接端形成二阶无源外积分器的输入端，所述第一电阻r1、第五电阻r5和第二电阻r2的连接端形成二阶无源外积分器的输出端，所述第一电容c1和第二电容c2的连接端形成二阶无源外积分器的公共端；
18、扩展模块，用于将二阶无源外积分器与罗氏线圈测量电路并联，以根据预设参数条件对所述罗氏线圈的输出信号进行调节，以扩展所述罗氏线圈的低频带宽下限，其中，所述罗氏线圈感应被测电流并在所述采样电阻rt两端输出电压信号，所述电压信号作为二阶无源外积分器的输入信号。
19、一种存储介质，其特征在于，存储有程序，所述程序被处理器执行时，实现上述所述的一种罗氏线圈低频带宽扩展方法。
20、一种计算设备，包括处理器及用于存储处理器可执行程序的存储器，所述处理器执行存储器存储的程序时，实现上述所述的一种罗氏线圈低频带宽扩展方法。
21、本专利技术相对于现有技术具有如下的优点及效果：
22、（1）本专利技术提供了一种罗氏线圈低频带宽扩展方法，采用自积分器结合二阶无源外积分器的复合积分电路设计，有效降低了罗氏线圈测量电流的下限截止频率，从而使线圈能够测量较低频的电流，相比于传统内积分罗氏线圈，根据本专利技术的一种罗氏线圈低频带宽扩展方法得到的二阶无源外积分扩展罗氏线圈具有更宽的测量频带，对实际电气设备电流的测量工作具有重要意义。
23、（2）本专利技术的罗氏线圈低频带宽扩展方法，通过设计罗氏线圈的自感l0与采样电阻rt的比值等于第二电阻与第一电容的乘积：l0/rt= r2c1，第一电阻的电阻值大于第二电阻的电阻值，且满足关系式：r1≥kr2，k为预设期望值，在此基础上设计二阶无源外积分器各个电阻值及电容值的对应关系：r1=r5=2r3、c1= c2及r2=2r4，使得二阶无源外积分器扩展罗氏线圈在低频区获得较小的相位差，提高了测量结果的精准性，极大提升罗氏线圈在较低频电流的测量功能。
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1.一种罗氏线圈低频带宽扩展方法，其特征在于，包括步骤：
2.根据权利要求1所述的一种罗氏线圈低频带宽扩展方法，其特征在于，所述预设参数条件包括：
3.根据权利要求2所述的一种罗氏线圈低频带宽扩展方法，其特征在于，所述预设期望值k取值为10。
4.根据权利要求1所述的一种罗氏线圈低频带宽扩展方法，其特征在于，所述罗氏线圈由漆线包松绕在圆环状绝缘骨架上形成，漆线包及圆环状绝缘骨架外包覆有屏蔽外壳。
5.一种罗氏线圈低频带宽扩展装置，其特征在于，包括：
6.一种存储介质，其特征在于，存储有程序，所述程序被处理器执行时，实现权利要求1-4任意一项所述的一种罗氏线圈低频带宽扩展方法。
7.一种计算设备，其特征在于，包括处理器及用于存储处理器可执行程序的存储器，所述处理器执行存储器存储的程序时，实现权利要求1-4任意一项所述的一种罗氏线圈低频带宽扩展方法。
【技术特征摘要】
1.一种罗氏线圈低频带宽扩展方法，其特征在于，包括步骤：
2.根据权利要求1所述的一种罗氏线圈低频带宽扩展方法，其特征在于，所述预设参数条件包括：
3.根据权利要求2所述的一种罗氏线圈低频带宽扩展方法，其特征在于，所述预设期望值k取值为10。
4.根据权利要求1所述的一种罗氏线圈低频带宽扩展方法，其特征在于，所述罗氏线圈由漆线包松绕在圆环状绝缘骨架上形成，漆线包及圆环状绝缘骨...
【专利技术属性】
技术研发人员：颜旭，陈绍东，陈绿文，杨敢，
申请(专利权)人：中国气象局广州热带海洋气象研究所广东省气象科学研究所，
类型：发明
国别省市：
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