電流傳感器選型及電路設(shè)計(jì)

來源：上海茂碩機(jī)械設(shè)備有限公司 2024年01月16日 10:01

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,；

電阻分流器

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(cè)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(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,。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,。

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

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