為了解釋零通量技術(shù)的操作，首先考慮一些基本原理是適當(dāng)?shù)?。在圖 1 中，左上角顯示了圍繞磁棒構(gòu)建的拾波線圈；右上角顯示了帶有電阻器和電感器的等效電路。當(dāng)施加電壓時(shí)，電路中的電流如紅色曲線所示。電流按照電感值的斜率逐漸增長，直至電感飽和。在這種情況下，等效電路可以被認(rèn)為只是電阻性的。　　創(chuàng)建零磁通電流傳感器時(shí)，用于拾取棒的材料具有特定的磁性，導(dǎo)致電流遵循藍(lán)色曲線。最初，由于阻抗值較高，電流增長緩慢。然后，電感突然飽和，電流非常迅速地增加，以達(dá)到先前的終點(diǎn)。

　　圖 1. 零磁通電流傳感器工作的基本原理?！　∪绻F(xiàn)在施加方波電壓信號，電流曲線將變成一系列正負(fù)飽和和去飽和周期。如果導(dǎo)體靠近磁通門元件放置，電流循環(huán)將產(chǎn)生額外的磁場，該磁場將通過移動(dòng)零位置來影響信號（圖 2a - 藍(lán)色曲線）。最后，對二次諧波執(zhí)行的信號處理揭示了有關(guān)初級電流的詳細(xì)信息（圖 2a - 紫色曲線）。

　　圖 2. 移動(dòng)零位 (2a)；閉環(huán)原理(2b)。
　　為了進(jìn)一步提高電流檢測的性能，制造商通常將零磁通技術(shù)與閉環(huán)原理結(jié)合起來，如圖 2b 所示。這里，磁通門元件放置在氣隙中，在測量磁場期間，電流輸出通過次級繞組重新注入，然后次級繞組產(chǎn)生相反方向的磁場。使用這種方法，磁通門所經(jīng)歷的磁場始終為零，從而消除了偏移和線性問題?！　∧壳坝兴姆N主要的零通量拓?fù)洌▓D 3）。第一個(gè) (3a) 基于帶有氣隙的磁芯以及次級繞組。它類似于閉環(huán)霍爾效應(yīng)電流傳感器，其中氣隙中的霍爾元件已被磁通門取代。主要好處是良好的失調(diào)漂移。第二種拓?fù)?(3b) 是單核，充當(dāng)磁通門元件。由于沒有氣隙，其主要優(yōu)點(diǎn)之一是其 EMC 穩(wěn)健性和高分辨率。但由于核心很快就會飽和，帶寬被限制在幾赫茲。第三種拓?fù)渫ㄟ^添加僅測量交流信號的繞組芯 (3c) 解決了這個(gè)問題，就像電流互感器一樣。在這種情況下，您將獲得所有好處。然而，如果需要更高的性能，“平衡核心”(3d) 拓?fù)洳捎脙蓚€(gè)相對放置的相同磁通門元件。因此，無論外部環(huán)境條件如何（例如 EMC 或溫度變化），兩個(gè)傳感元件之間都會存在自然的無源補(bǔ)償。使用這種方法，即使在惡劣的環(huán)境下也可以實(shí)現(xiàn) 1ppm 的測量精度。

　　圖 3. 零通量拓?fù)?br>　　圖 4.Danisense 的 DR10000IM (11kA) 電流傳感傳感器顯示無源傳感頭和信號處理單元的分離。
　　磁通門技術(shù)可用于為所有電流水平提供非常準(zhǔn)確、穩(wěn)定和可重復(fù)的電流測量，Danisense 開發(fā)了一系列涵蓋 0-600A、600-3000A 以及 3kA 以上的電流感應(yīng)傳感器。對于本文第一部分討論的電流非常高的新興市場，Danisense 必須應(yīng)對新的挑戰(zhàn)，但目前正在開發(fā)高達(dá) 30kA 的解決方案，并且可以看到磁通門方法沒有理論上的限制。
　　隔離和安全是高功率應(yīng)用的關(guān)鍵要求。管理標(biāo)準(zhǔn)是 IEC 61010。與該公司針對低電流應(yīng)用提供的產(chǎn)品不同，Danisense 的 DR50000IM (8kA) 和 DR10000IM (11kA) 電流傳感傳感器（圖 4）將傳感頭與電子信號處理單元分開。
　　傳感頭是一種堅(jiān)固的無源設(shè)備，可以在嘈雜的電氣環(huán)境中長期放置和放置，而不會受到由于涉及高電流而不可避免地存在的任何干擾的影響。復(fù)雜的信號調(diào)節(jié)和處理可以在安全、溫控的良性實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中遠(yuǎn)程完成，該環(huán)境可以距離傳感頭 30m。通過以這種方式分離電流傳感傳感器的功能，無源傳感頭也可以變得足夠堅(jiān)固，以應(yīng)對具有挑戰(zhàn)性的環(huán)境條件。此外，在高磁場環(huán)境附近工作是危險(xiǎn)的，因此這種方法最大限度地減少了操作員在磁場中操作傳感器（例如連接電源和輸出）的需要，從而提高了安全性。