新型霍尔电流传感器与PCB空芯线圈电流检测技术

"这篇博士学位论文详细探讨了电流检测技术，尤其是霍尔效应和空芯线圈在电流检测中的应用。论文作者陈庆在电力系统及其自动化专业指导下，对现有的电流检测方法进行了深入研究，重点关注霍尔电流传感器和空芯线圈的优缺点，并提出新的传感模型以改善传统设计的不足。 霍尔电流传感器是常用的一种电流检测工具，尤其适用于低频或直流电流测量。论文指出，传统的开环霍尔电流传感器存在测量精度低、动态范围小、重量重和成本高的问题，而闭环霍尔电流传感器虽然提高了精度，但系统的复杂性和大电流检测时的成本与难度增加。为解决这些问题，论文提出了不使用气隙铁芯的新型霍尔电流传感器设计，包括点阵式和螺旋线型两种模型，利用PCB技术制作，实现了高线性度、宽动态范围、轻量化且低成本的传感器，适合大规模工业应用。 空芯线圈在交变电流测量中具有重要地位，特别是在电力系统暂态电流测量中。然而，手工绕制的空芯线圈面临线性度低、一致性差和温度稳定性不足等问题。论文通过对比分析，证明了空芯线圈与点阵式霍尔电流传感模型在原理上的相似性，提出了理想空芯线圈的基本假设，并利用PCB技术开发了平板型、组合型、窄带型以及螺旋线型等多种结构的空芯线圈，提升了其性能和适用范围，已经在交流电力系统、Tokamak等离子体电流测量和静止式电能表等领域得到应用。 通过理论分析和实验验证，论文提出的点阵式霍尔电流传感器和螺旋线型霍尔电流传感模型展现出良好的性能，为电流检测技术带来了创新和改进，有利于推动相关领域的技术进步和产业化发展。"