一种基于磁电层合材料的新结构大电流传感器

卢诗华 于歆杰 楼国锋

(电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室(清华大学电机系) 北京 100084)

一种基于磁电层合材料的新结构大电流传感器

卢诗华 于歆杰 楼国锋

(电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室(清华大学电机系) 北京 100084)

设计并实现了一种新结构的大电流传感器，其核心是由PZT压电材料和Terfenol-D磁致伸缩材料构成的圆片形磁电层合材料，配合铁氧体磁环，可较准确地测量几安到几百安范围内的工频电流。该电流传感器的结构设计具有无需直接接入主电路、无需额外提供电源的优点，可以随时装卸，便于安装和维护。试验测试得到该电流传感器的电流测量灵敏度为0.058 5 V/A，并具有一定的可靠性。这种新型的大电流传感器具有继续研究的价值和应用潜力。

磁电效应 磁电层合材料 大电流传感器

0 引言

磁电效应是材料在外磁场作用下产生电极化的现象，或是反之在外电场作用下产生诱导磁化的现象[1-3]。具有磁电效应的材料，能够实现电场与磁场间的转换，被称为磁电材料。磁电材料包括单相和多相材料。单相磁电材料，如BiFeO3、Pb(Fe1/2Nb1/2)O3、Cr2O3等，对温度要求高，且磁电耦合系数不高，因此获得的关注较少。多相复合磁电材料通常由具有压电效应的铁电相材料与具有磁致伸缩效应的铁磁相材料构成，两者的乘积效应即体现为磁电效应[1-7]。

在多种复合材料中，磁电层合材料具有制备简单、磁电耦合系数大的优点，因而受到了广泛关注。磁电层合材料由若干层磁致伸缩材料与压电材料粘合组成，其中磁致伸缩材料在交变磁场中会产生形变，并通过层间的机械耦合作用将这一形变传递至压电层，从而使压电层产生电极化，完成从磁场到电场的转换[2-4，6]。因此，磁电层合材料在无线能量传输、电流检测等领域有着广阔的应用前景。

在电流检测领域，最为常见的两种手段是采用互感线圈或霍尔电流传感器，然而它们各自都存在一些不足之处：互感器必须事先接入电路，当需要临时测量工作中的主电路时，必须先断开主电路，待互感器接入主电路后再恢复工作，不利于安装和维护；霍尔电流传感器是有源器件，工作时要求外电源为其提供恒定的直流电流。而对于磁电层合材料来说，当其作为电流传感器时本质上测量的是待测电流的磁场，且无需外部电源供电，在电路上可等效成无源二端流控电压源，因而不存在以上问题[8-10]。

近年来，利用磁电层合材料制作电流传感器的研究发展十分迅速。2004年到2005年，董蜀湘等制作并改进了一种环形结构的磁电层合材料，可作为电流传感器[8，9]。该传感器的直径为8 mm，厚度为7.5 mm，在10-8～10-4A范围内有0.7 mV/mA的测量灵敏度。2010年，香港理工大学的C.M.Leung等设计了一种用于交流电流检测的环形磁电层合材料，其直径为12.5 mm，厚度为7.5 mm，在0.01～1 A范围内有12.6 mV/A的测量灵敏度[10]。2012年，重庆大学的文玉梅等将长片型磁电层合材料嵌入精密加工的纳米晶磁环，制成的电流传感器长30 mm、宽20 mm、厚5 mm，在0.01～150 A电流范围内有46.2 mV/A的测量灵敏度[11]。2013年，本实验室的于歆杰、文超等采用长片型磁电层合材料设计并制成了一种小电流检测装置[12]，长30 mm、宽8 mm、厚2.4 mm，将载流导线绕制于套筒之上，可以测量30 Hz～1 kHz、毫安至安培级别的电流，具有容易安装维护的特点。河北工业大学的李淑英、张纳等此前对这类三层长片型磁电传感器也有相关理论推导[13，14]。

在这些研究中，制成的磁电层合电流传感器虽然都能够完成电流检测任务，但绝大部分仅限在小电流领域，或是为了能够测量较大的电流而牺牲了输入电流与输出电压波形的频率一致性；另外由于结构的原因，在传感器安装和拆卸时必须先断开主电路，并使之穿过环心后重新通电才能进行检测，因而在实际使用上存在一些不便。

本文在电流传感器的设计和实现方案中着眼于大电流检测，并充分考虑了便于安装维护的要求。本文提出的基于磁电层合材料的大电流传感器能够有效测量几安到几百安级别的交流电流，并在安装和维护的便利性上有一定的优势。

1 大电流传感器的结构设计

本文提出的大电流传感器主要由两部分构成：①圆片形磁电层合材料。该材料为三层结构，以M(磁致伸缩层)-P(压电层)-M顺序依次粘合，如图1a所示。磁电层合材料工作在T-T模式下[13]：在合适的直流偏磁条件下，M层受外界沿厚度方向的交变磁场激发，会因磁致伸缩效应而产生径向的、与交变磁场同频率的形变，这一形变通过机械连接传递至P层，使之由于压电效应产生沿厚度方向的电极化，体现为厚度方向上的同频率电压。因此，它可以将待测电流产生的磁场转化为电压信号，从而间接地给出待测电流的频率、幅值等信息，完成电流检测任务。②带气隙的铁氧体磁环。铁氧体磁环用于提供一个相对闭合的磁路，使待测电流产生的磁场能够通过该磁路作用于磁电层合材料上，并对外界的杂散磁场起屏蔽作用。此外，为使磁致伸缩材料能够获得较大的动态磁致伸缩系数[4，8-10]，提高电流测量灵敏度，还需在磁电层合材料的磁化方向上加入一对永磁体来提供直流磁场偏置。整个传感器如图1b所示，其中硬质纸片仅起承托作用。

图1 磁电层合材料和大电流传感器整体结构Fig.1 Thestructure schematic of the magnetoelectric laminate and the high-current sensor

需要注意，在磁环气隙中的硬质纸片-永磁体-磁电层合材料是一个整体的测量模块，且可以从气隙中取出。在测量电流时可以先让载流导线从磁环气隙中穿入，再将测量模块置入气隙。这样，在使用该电流传感器时无需改变待测线路的拓扑，可以随时装卸，便于装置的安装和维护。

对于磁致伸缩层(M层)和压电层(P层)材料的选择，本文采用了在同类材料中性能相对优秀的Terfenol-D稀土超磁致伸缩材料和PZT压电陶瓷片[4，15]。使用环氧树脂将材料按M-P-M顺序依次层合粘合并烘烤一段时间，待环氧树脂固化后，采用导电银胶在磁电层合材料上下表面引出导线。由于Terfenol-D为电的良导体，因此从层合材料上下表面引出的输出电压即为PZT电极化产生的电位差。

直流偏置磁场可以改变磁致伸缩材料的动态磁致伸缩系数，从而改变磁电层合材料的电流测量灵敏度。为确定合适的直流偏置磁场，以获得较大的电流测量灵敏度，进行了以下试验。

将载有峰峰值为1.0 A工频电流的漆包线均匀地沿柱面密绕于制得的磁电层合材料上，共绕5匝。保持电流不变，在磁电层合材料的上、下表面对称地放置一对表面磁场强度为1 800 Oe(1 Oe=1 000/(4π) A/m) 的铁钕硼永磁体，改变永磁体与磁电层合材料的间距，观察其输出的变化,结果如图2所示。

图2 直流偏磁对磁电层合材料输出的影响Fig.2 The influence of the dc bias magnetic field on the output characteristics of the magnetoelectric laminate

由试验结果可知，间距越小，直流偏磁越强，磁电层合材料的输出越大，电流测量灵敏度越高。因此，本文最终选择将这对表面磁场强度为1 800 Oe的铁钕硼永磁体上下对称地紧贴磁电层合材料，以提供较强的直流偏磁。

为配合铁氧体磁环的气隙，对称地置入了硬质纸片作承托之用。制备完成的大电流传感器如图3所示。

图3 大电流传感器实物图Fig.3 Thephotograph of thehigh-current sensor

当载流导线从磁环中间穿过，交变电流将产生交变磁场，通过磁环提供的磁路作用于磁电层合材料上，此时，引出的两条导线之间将出现与待测电流频率相同、幅值呈正比的电压信号。输入电流和输出电压之间的幅值关系，本文将从理论推导和实验验证两方面分别给出。

2 理论分析结果

首先对该电流传感器进行磁路分析，推导因待测电流产生的、作用在磁电层合材料上的交变磁场与待测电流之间的关系。不失可靠性，本文仅分析通过磁环中轴线的圆形闭合磁路，将场域简化为一维问题，并认为待测电流产生的磁场被磁环锁闭而没有漏磁。

铁氧体磁环的外直径do=102 mm，内直径di=65 mm，气隙长δ=20 mm，可以由此计算出磁路中磁环的等效长度为lr=π(do+di)/2-δ=242.3 mm。磁致伸缩层每层厚度lm=2 mm，压电层厚度lp=2 mm，钕铁硼永磁体厚度ln=3 mm。气隙中的余下部分用硬质纸片填充。

由于PZT、永磁体、硬质纸片的相对磁导率均为1，在磁路分析中将其一并等效为气隙考虑，其磁路长度la=δ-2lm=16 mm。于是，整个磁路由磁环、Terfenol-D、气隙三部分构成。各部分材料的相对磁导率和磁路长度见表1。

表1 各部分材料的相对磁导率与磁路长度

Tab.1 Relative magnetic permeability and magnetic-path length of different parts

材料相对磁导率磁路长度/mm铁氧体磁环1000242.3Terfenol-D[16]54气隙116

根据安培环路定律，有

(1)

代值计算，可得磁路中由待测电流I产生的磁场强度H满足

(2)

对于磁电层合材料的低频响应分析，可采用等效电路法进行[16]。对于工作在T-T模式下、结构为长片形M-P-M层合的磁电材料来说，若不考虑低频下的机械和电磁损耗，可以推导出材料的磁电电压系数为

(3)

式中，t为磁电层合材料的总厚度，为6 mm；n为材料的层合比，即磁致伸缩层厚度占总厚度的比例，为66.6%。其余各参数为磁致伸缩材料或压电材料的固有参数，其含义与值见表2。

表2 磁电材料的主要参数

Tab.2 Main parameters of the magnetoelectric laminate

结构参数数据磁致伸缩层[17]压磁系数d31,m/(Wb/N)2.65×10-9柔顺系数sH11/(m2/N)125×10-12压电层[18]压电电压系数g31,p/(V·m/N)13×10-3柔顺系数sE11/(m2/N)16×10-12机电耦合系数k31,p0.35

代入数值，计算可得材料的磁电电压系数约为8.538×10-3V·m/A。因此，整个大电流传感器的电流测量灵敏度为

(4)

3 实验验证和分析

对大电流传感器进行电流实验，待测线路如图4所示。由调压器产生一个幅值可调的工频电压，接到变流器输入端。变流器内部为绕有多匝线圈的铁心，其工作原理与变压器原理类似，可在作为二次侧的短路载流导线上产生高达几百安的大电流。载流导线依次穿过钳形电流表和准确度为0.5级、额定电流比为750 A/5 A的标准电流互感器。其中钳形电流表用于待测电流的粗测，方便实验时调节调压器输出电压；标准电流互感器的输出端接有阻值为2.13 Ω的标准电阻丝，电阻丝两端的电压接入示波器，换算出当前待测电流的精确值，作为参考标准。

图4 电流实验线路接线图Fig.4 Thephotograph of the experiment system

使用制得的大电流传感器测量上述系统中载流导线上的电流。先让载流导线从铁氧体磁环的气隙中嵌入，再在气隙中置入硬质纸片-永磁体-磁电层合材料的整体测量模块，这样即可在保持主线路闭合的情况下实现电流的测量。由大电流传感器引出的一对输出端接入示波器，示波器显示的电压值作为当前电流的测量值。

控制调压器，在载流导线上获得峰峰值依次从10～500 A不等的电流，记录标准电阻上的电压值，由此反推出来的电流标准值以及大电流传感器给出的测量值。测量结果如表3和图5所示。

表3 实验所得电压电流数据

Tab.3 The voltage-current data from the experiment

标准电阻两端电压Upp(s)/V待测电流标准值Ipp(s)/A测量电压Upp(m)/V0.16811.80.6460.33423.51.280.54438.32.120.76453.82.91.284.54.561.521075.761.981397.682.51769.842.9620811.93.3223413.63.9627916.14.2830117.45.6840023.57.2851329.6

注：下标pp表示其值为峰峰值；(s)表示该值由标准电阻上测得或间接计算得到，作为标准值；(m)表示该值由大电流传感器测得，作为测量值。下同。

图5 大电流传感器的电压电流特性Fig.5 The voltage-current feature of the high-current sensor

待测电流标准值的换算公式为

(5)

由此可见，在测量几安至几百安范围内的工频电流时，该电流传感器的输出电压以及待测电流之间呈现良好的线性关系，电流测量灵敏度(即拟合直线的斜率)为0.058 5 V/A，这一结果与理论分析值0.052 8 V/A基本一致。

利用拟合直线给出的电流测量灵敏度，反推由该电流传感器给出的电流测量值，并与待测电流标准值对比，计算电流测量值的相对误差，见表4。图6给出了标准电流-测量电流曲线，其中标准电流数据点的横纵坐标数据相等。可见，该电流传感器给出的测量电流值与标准电流值之间的相对误差均不超过5%。

表4 电流测量结果的相对误差

Tab.4 The relative error of current measurement

标准电流Ipp(s)/A相对误差(%)标准电流Ipp(s)/A相对误差(%)11.8-2.57176-0.2123.5-2.922081.8938.3-1.212343.7253.8-3.912792.9984.5-3.793012.98107-4.084004.67139-1.685133.00

图6 标准电流-测量电流曲线Fig.6 Thecurves of standard and measured current

实验中，相对误差的主要来源有2个：①外界工频电磁场干扰，较大的电磁干扰会直接作用于磁电层合材料上并使其产生电压输出，体现为正误差；②磁路中待测电流的磁场可能无法完全通过磁环作用于磁电层合材料上，存在漏磁的情况，体现为负误差。试验中，环境干扰主要来自于相邻导线和变流器等设备产生的磁场，因此当待测电流较小时，环境电磁干扰较小，误差主要来源于带气隙磁环的漏磁效应，故测量结果大多低于标准值，相对误差为负；当待测电流较大时，由于试验中自制变流器的屏蔽效果不佳，与传感器的距离又相对不远，由其产生的外界工频干扰磁场较强，可作用于磁电层合材料上产生电压输出，成为误差的主要来源，故测量结果大多高于标准值，相对误差为正。但总体而言，各电流下测量值与标准电流值的相对误差均不大。

为了验证该电流传感器的可靠性，对于相同的待测电流，实验中还移动了电流传感器的位置，从对内、对外两方面分别考察了测量位置对于测量结果的影响。

北京城市道路交通的发展代表了我国城市交通领域的现状，为缓解北京交通拥堵问题，从2016年起北京市交通委员会连续两年发布《北京市缓解交通拥堵行动计划》[1-2]，力求针对重点区域、突出问题，对症下药缓解交通拥堵.

1)当载流导线处于磁环内的不同位置时，示波器的输出并没有明显的变化，证明测量结果对载流导线在磁环内的相对位置变化不敏感。

2)当电流传感器处于主电路的不同位置时，示波器的输出有微小变化。这主要是因为电流传感器的本质是对磁场的测量，带气隙的铁氧体磁环对磁路的锁闭作用有限，外界杂散磁场干扰可能会对测量结果产生一定影响。如图7所示，在各个不同的电流下，当电流传感器从外部磁场相对简单的A处移动至外部磁场相对复杂的B处时，两者的输出有一定区别。以A处的测量电压为参考，计算A、B两处测量电压之间的相对偏差，结果见表5。

图7 外部磁场复杂程度不同的测量位置Fig.7 Separatemeasuring positions with different external magnetic field

Tab.5 The relative deviation of current measurement between position A and B

标准电流Ipp(s)/AA处测量电压Upp(m,A)/VB处测量电压Upp(m,B)/V相对偏差(%)11.80.6460.613-5.1123.51.281.280.0038.32.122.161.8953.82.92.900.0084.54.564.621.321075.765.912.601397.687.52-2.081769.8410.12.6420811.911.7-1.6823413.613.81.4727916.116.0-0.6230117.417.3-0.5740023.523.50.0051329.630.11.69

由表1可见，移动大电流传感器带来的电流测量偏差在5.2%以下，且除第1个电流较小的数据点以外，其余电流下的相对偏差均在3%以下。证明大电流传感器在主电路中的位置对测量结果虽有一定影响，但很不显著。

图8为在电流峰峰值301.4 A下的电流、电压波形，其中，通道1为电流传感器的输出电压，通道2为标准电阻上的电压，示波器上显示的测量值均为峰峰值。可见该电流传感器也存在待改进之处。虽然测量装置输出的电压信号与待测电流在幅值上具有良好的线性关系，但电压输出信号存在一定程度的畸变。

图8 在电流峰峰值301.4 A下的电流、电压波形Fig.8 Current and voltage waveforms under peak-peak value of 301.4 A

由图8可见，电流传感器的输出电压正半波存在轻微的平顶现象。这主要是因为待测电流产生的交流磁场较大，当该磁场与直流偏置磁场方向一致时，磁电层合材料进入轻度饱和区；而当该磁场与直流偏置磁场方向相反时，磁电层合材料仍处于线性区。两种不同情况下Terfenol-D的磁致伸缩系数略有差异，因此输出的电压波形出现单侧轻微平顶的现象。但是仅从输出电压的幅值来看，仍然与待测电流幅值有着良好的线性关系。

此外，传感器输出的电压信号在相位上有超前待测电流信号的现象。这一现象与理论分析是吻合的。利用等效电路法可以证明，在利用磁电层合材料检测交流电流时，其电压输出确实将会在相位上略超前于待测电流[19]。

4 结论

本文设计并实现了一种基于圆片形磁电层合材料的大电流传感器，具有以下优点：①便于安装和维护，使用时不必对待测线路进行断电或改接，也不必对其额外供电；②输出电压与待测电流的幅值之间具有良好的线性关系，能够较为准确地测量从安培到百安培级别的工频电流，其测量灵敏度的试验值为0.058 7 V/A，与理论分析结果基本匹配；③可靠性高，载流导线在磁环中的位置和磁环在主线路系统中的相对位置对测量结果均无显著影响。

但是，该电流传感器仍存在输出波形略有畸变的缺陷。虽然这并不影响输出电压与待测电流幅值之间的线性关系，但是从波形上未能完全反映待测电流的真实情况。为了克服这一缺陷，可以考虑采用表面磁场强度稍小的永磁体来减小直流磁场偏置、或适当增大气隙以削弱交流磁场，用适度牺牲灵敏度的方法换取波形的真实可靠性。而对于输出电压和待测电流波形间存在相位差的现象，可以在传感器的输出端外加合适的补偿电路，消除这一相位差。如此即可使传感器的输出电压波形能够完全正确地反映待测电流的情况，这也是未来继续优化该电流传感器的一个方向。

另外在理论推导方面，在T-T模式长片型磁电层合材料磁电电压公式[16]的基础上，针对圆片形磁电层合材料进行公式修正，以及在磁路分析中加入对漏磁效应的考虑，以此获得更真实的电流测量灵敏度理论值，力求进一步缩小其与试验值间的误差，也是本课题组正在研究的内容之一。

[1] Fiebig M.Revival of the magnetoelectric effect[J].Journal of Physics D:Applied Physics，2005，38(8)：123-152.

[2] Zhai Junyi，Xing Zengping，Dong Shuxiang，et al.Magnetoelectric laminate composites：an overview[J].Journal of the American Ceramic Society，2008，91(2)：351-358.

[3] Nan C W，Bichurin M I，Dong Shuxiang，et al.Multiferroicmagnetoelectric composites：historical perspective，status，and future directions[J].Journal of Applied Physics，2008，103(3)：1101.

[4] 杨帆.磁致/压电层合材料磁电特性研究[D].重庆：重庆大学，2007.

[5] 段纯刚.磁电效应研究进展[J].物理学进展，2009,29(3)：215-238. Duan Chungang.Progress in the study of magnetoelectric effect[J].Progress in Physics，2009,29(3)：215-238.

[6] 王磊，叶井红，杨成韬.磁电复合材料的制备及研究进展[J].材料导报，2009,23(3)：98-101. Wang Lei，Ye Jinghong，Yang Chengtao.Preparation and research progress of magnetoelectric composites[J].Materials Review，2009，23(3)：98-101.

[7] 徐卓，刘小辉，屈绍波，等.磁电材料的研究进展及发展趋势[J].稀有金属材料与工程，2006,35(增刊2)：13-16. Xu Zhuo，Liu Xiaohui，Qu Shaobo，et al.Progress and prospect of research on magnetoelectric material[J].Rare Metal Materials and Engineering，2006，35(S2)：13-16.

[8] Dong Shuxiang，Li Jiefang，Viehland D.Vortex magnetic field sensor based on ring-type magnetoelectric laminate[J].Applied Physics Letters，2004，85(12)：2307-2309.

[9] Dong Shuxiang，Bai J G，Zhai Junyi，et al.Circumferential-mode，quasi-ring-type，manetoelectric laminate composite-a highly sensitive electric current and/or vortex magnetic field sensor[J].Applied Physics Letters，2005，86(18)：2506.

[10]Leung C M，Or S W，Zhang S Y，et al.Ring-type electric current sensor based on ring-shaped magnetoelectric laminate of epoxy-bonded Tb0.3Dy0.7Fe1.92short-fiber/NdFeB magnet magnetostrictive composite and Pb(Zr，Ti)O3piezoelectric ceramic[J].Journal of Applied Physics，2010，107(9)：D918，3pages.

[11]Zhang Jitao，Li Ping，Wen Yumei，et al.High-resolution current sensor utilizing nanocrystalline alloy and magnetoelectric laminate composite[J].Review of Scientific Instruments，2012，83(11)：115001.

[12]文超，于歆杰，李臻.一种用于电流检测的长片形磁电层合材料[J].电工技术学报，2015，30(10)：26-30. Wen Chao，Yu Xinjie，Li Zhen.A long plate-shaped magnetoelectric laminate used for electric current measurement[J].Transactions of China Electrotechnical Society，2015，30(10)：26-30.

[13]李淑英，王博文，周严，等.Terfenol-D/PZT/Terfenol-D 层状复合磁电传感器磁电效应[J].电工技术学报，2010，25(5)：14-19. Li Shuying，Wang Bowen，Zhou Yan，et al.Magneto-electric effect of Terfenol-D/PZT/Terfenol-D laminate composite sensors[J].Transactions of China Electrotechnical Society，2010，25(5)：14-19.

[14]张纳，王博文，王莉，等.磁致伸缩、压电层状复合磁电传感器非线性动态有限元模型[J].电工技术学报，2012，27(7)：146-152. Zhang Na，Wang Bowen，Wang Li，et al.Nonlinear dynamic finite element model for magnetostrictive/piezoelectric laminated composite magnetoelectric sensors[J].Transactions of China Electrotechnical Society，2012，27(7)：146-152.

[15]Or S W，Nersesssian N，Carman G P.Dynamic characterization of 1-3 type Terfenol-D/epoxy magnetostrictive composite[C]//43rd AIAA/ASME/AHS/ASC Structures，Structural Dynamics，and Materials Conference，Denver，Colorado，2002：22-25.

[16]Dong Shuxiang，Zhai Junyi.Equivalent circuit method for static and dynamic analysis of magnetoelectric laminated composites[J].Chinese Science Bulletin，2008,53(14)：2113-2124.

[17]Engdahl G.Magnetostrictive materials handbook[M].New York：Academic Press，2000.

[18]青岛国林压电技术事业部.PZT-5压电发电片主要性能参数[EB/OL].http：//www.china-piezoele.com，2011.

[19]于歆杰，吴天逸，李臻.基于Metglas/PFC磁电层状复合材料的电能无线传输系统[J].物理学报，2013，62(5)：058503. Yu Xinjie，Wu Tianyi，Li Zhen.Wireless energy transfer system based onmetglas/PFC magnetoelectric laminated composites[J].Acta Physica Sinica，2013，62(5)：058503.

A New Magnetoelectric Laminate Based High-Current Sensor

Lu Shihua Yu Xinjie Lou Guofeng

(State Key Laboratory of Control and Simulation of Power Systems and Generation Equipments Department of Electrical Engineering Tsinghua University Beijing 100084 China)

A new type of high-current sensor is designed and developed in this paper.Its hardcore is a disc-shaped magnetoelectric laminate based on piezoelectric material PZT and magnetoelectric material Terfenol-D.Combined with the ferrite magnetic circular，the sensor can measure power-frequency current over the range of A～102A.The structure of this current sensor has the advantages of no-circuit-connection and no-extra-source-supply.Thus，it is convenient to install，maintain or uninstall.The experiment results illustrate that the sensor has an electric current sensitivity of 0.058 5 V/A，and the sensor shows good reliability.This new type of a high-current sensor has great potential of further researches and applications.

Magnetoelectric effect，magnetoelectric laminate material，high-current sensor

国家自然科学基金(50877039)和清华大学自主科研计划资助项目。

2015-07-10 改稿日期2015-11-11

TM45

卢诗华 男，1992年生，硕士研究生，研究方向为无线能量传输技术。

E-mail：sh-lu14@mails.tsinghua.edu.cn(通信作者)

于歆杰 男，1973年生，博士，副教授，研究方向为脉冲电源和无线能量传输技术。

E-mail：yuxj@tsinghua.edu.cn