電流傳感器是將被測(cè)電流轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的傳感器,按照檢測(cè)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(guò)時(shí),根據(jù)歐姆定律,,在電阻產(chǎn)生電壓,,根據(jù)測(cè)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(jiǎn)單,,缺點(diǎn)是器件本身不隔離,,而且測(cè)量大電流時(shí)功耗較大;
②電流互感器(CT):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(lái)測(cè)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(cè)串接在需要測(cè)量電流的線路中,,二次側(cè)禁止開(kāi)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(cè)量交流電路,;③霍爾電流傳感器:包括開(kāi)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(guò)補(bǔ)償線圈,,并令補(bǔ)償線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)與被測(cè)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向相反,補(bǔ)償原來(lái)的磁場(chǎng),,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(kāi)環(huán)式霍爾電流傳感器,,當(dāng)原邊電流IP流過(guò)一根長(zhǎng)導(dǎo)線時(shí),,在環(huán)形磁芯中產(chǎn)生一磁場(chǎng),這一磁場(chǎng)的大小與流過(guò)導(dǎo)線的電流成正比,,產(chǎn)生的磁場(chǎng)聚集在磁環(huán)內(nèi),,通過(guò)磁環(huán)氣隙中霍爾元件進(jìn)行測(cè)量并放大輸出,其輸出電壓按比例的反映原邊電流,。公眾號(hào)@電路一點(diǎn)通閉環(huán)霍爾電流傳感器比開(kāi)環(huán)的測(cè)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(chǎng),。不同之處一方面在于互感器需要變化的磁場(chǎng),而霍爾傳感器可以是恒定的磁場(chǎng),,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(chǎng)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(méi)有鐵芯,前者對(duì)于頻率來(lái)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,。
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(cè)量的額定值;精度:傳感器測(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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