電流傳感器是將被測電流轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的傳感器,按照檢測原理可分為:電阻分流器,、電流互感器,、霍爾電流傳感器、羅氏線圈電流傳感器,、磁通門電流傳感器,、光纖電流傳感器等。
電流傳感器主要分類
?、匐娮璺至髌鳎簩嶋H就是一個阻值很小的電阻,,當(dāng)有電流通過時,根據(jù)歐姆定律,,在電阻產(chǎn)生電壓,,根據(jù)測得電壓值獲知電流大小的一種器件。電阻分流器精度較高,,響應(yīng)速度快,,成本低,使用簡單,,缺點是器件本身不隔離,,而且測量大電流時功耗較大;
?、陔娏骰ジ衅鳎–T):電流互感器是依據(jù)電磁感應(yīng)原理,,將一次側(cè)大電流轉(zhuǎn)換成二次側(cè)小電流用來測量和保護的器件,它的一次側(cè)繞組匝數(shù)很少,、線徑粗,,一次測串接在需要測量電流的線路中,二次側(cè)禁止開路,。電流互感器的優(yōu)點是具有電氣隔離,,缺點是只能測量交流電路,;
?、刍魻栯娏鱾鞲衅鳎喊ㄩ_環(huán)霍爾電流傳感器和閉環(huán)霍爾電流傳感器,閉環(huán)霍爾電流傳感器將霍爾器件的輸出電壓進行放大,,再經(jīng)電流放大后,,使電流通過補償線圈,并令補償線圈產(chǎn)生的磁場與被測電流產(chǎn)生的磁場方向相反,,補償原來的磁場,,使霍爾器件的輸出逐漸減小,,從而使霍爾器件工作在零磁通。開環(huán)式霍爾電流傳感器,,當(dāng)原邊電流IP流過一根長導(dǎo)線時,,在環(huán)形磁芯中產(chǎn)生一磁場,這一磁場的大小與流過導(dǎo)線的電流成正比,,產(chǎn)生的磁場聚集在磁環(huán)內(nèi),,通過磁環(huán)氣隙中霍爾元件進行測量并放大輸出,其輸出電壓按比例的反映原邊電流,。
閉環(huán)霍爾電流傳感器比開環(huán)的測量精度高,,成本也會高一些。
從應(yīng)用角度,,電流互感器與霍爾傳感器相同之處在于都需要一次線圈產(chǎn)生磁場,。不同之處一方面在于互感器需要變化的磁場,而霍爾傳感器可以是恒定的磁場,,因此,,前者只能用于交流電流,而后者在交流電流和直流電流場合都可以使用,。另一方面在于互感器有鐵芯,,而霍爾傳感器沒有鐵芯,前者對于頻率來講是非線性的,,后者是線性的,,因此前者適用的頻段較窄,一般用于固定頻段,,后者頻段較寬,。
開環(huán)霍爾電流傳感器原理圖
電流傳感器主要參數(shù)與選型
標(biāo)準(zhǔn)額定值IPN:電流傳感器測量的額定值;
精度:傳感器測量值與實際值的誤差,,評定傳感器精度時還需考慮偏移電流,、溫度漂移的影響;
線性度:線性度決定傳感器輸出信號與輸入信號在測量范圍內(nèi)成正比的程度,;
響應(yīng)時間:一般指輸出信號達到穩(wěn)定值的90%與輸入信號達到穩(wěn)定值的90%的時間差,;
帶寬:電流傳感器應(yīng)用中能支持的電流頻率;
增益G_th:輸出電壓與測量電流的比例關(guān)系,,單位是mV/A,。
在進行電流互感器選型時,主要從測量范圍,、供電電源,、精度、成本,、安裝方式等幾方面因素綜合考慮,。
典型電流采集電路
電流互感器采集電路
霍爾電流傳感器采集電路
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