王全周 王 林

（1.莱福终端智能<盐城>科技有限责任公司，江苏 盐城 224003；2.盐城工学院，江苏 盐城 224001）

0 引言

电流信号反映生活中各类电子设备、器件的运作状况，对电流信号检测，可分析设备的状况及用户状况，电流信号检测装置在通信电源系统，建筑智能化系统等中被迫切需要。 科学技术的发展，检测电流信号的检测手段不断增加，测量范围不断扩大，精度也随之提高，并出现了诸如钳形表之类的手持式测量设备。 本文通过应用STM32 单片机设计电流信号检测电路，实现对电流信号的非接触式测量。 系统设计框图如图1 所示。

1 系统理论分析

1.1 互感器设计

为了满足10 mA 至1 A 测量电流的范围及精度，感应线圈需要增大互感系数，改善小信号的检测灵敏度。互感系数取决于线圈匝数，磁芯材料和尺寸，线径缠绕方法等。 但磁导率过高，匝数过大，导致线圈饱和。设计时要确保待测信号动态范围内感应电流波形不出现失真。

图1 系统框图

由安培环路定理可知，如式（1）所示。

线圈中的感应电动势，如式（2）所示。

式中，N 为线圈匝数，S 为线圈截面积，μ 为磁环磁导率，R 为线圈半径。

由式（2）可以看出，增大线圈直径可以减小线圈内阻，增大磁导率，增大线圈的截面积，适当减小线圈半径，可以提高检测灵敏度，避免线圈饱和。

电流传感器由一次线圈， 二次线圈和磁芯组成，次线圈连接在主电路中从磁环内通过（线圈匝数N1=1，电流为I1），二次线圈为锰芯磁环上绕制的漆包线匝数为N2， 电流为I2， 电流互感器的变流比， 如式（3）、（4）所示。……