電流傳感器是將被測電流轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)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
①電阻分流器:實(shí)際就是一個(gè)阻值很小的電阻,,當(dāng)有電流通過時(shí),,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(diǎn)是器件本身不隔離,而且測量大電流時(shí)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(hù)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(diǎn)是具有電氣隔離,缺點(diǎn)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(jìn)行放大,,再經(jīng)電流放大后,,使電流通過補(bǔ)償線圈,并令補(bǔ)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(bǔ)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(shí),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(jìn)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(huì)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(duì)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(shí)際值的誤差,,評(píng)定傳感器精度時(shí)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(hào)與輸入信號(hào)在測量范圍內(nèi)成正比的程度,;
響應(yīng)時(shí)間:一般指輸出信號(hào)達(dá)到穩(wěn)定值的90%與輸入信號(hào)達(dá)到穩(wěn)定值的90%的時(shí)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(jìn)行電流互感器選型時(shí),,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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