電流傳感器 原理：電壓電流傳感器原理
根據(jù)不同的電流測量原理，電流傳感器一般有電阻分流器檢測、霍爾效應(yīng)、磁通門、電磁感應(yīng)、羅氏線圈（電磁感應(yīng)原理及安培環(huán)路定律）這五種技術(shù)。根據(jù)測量原理的不同，電流傳感器主要有分流器、霍爾電流傳感器、電流互感器、磁通門電流傳感器、羅氏線圈、巨磁阻電流傳感器、光纖電流傳感器這幾種類型。
電壓傳感器原理：?
1.?磁平衡式霍爾電壓傳感器?
原邊電流VP通過原邊電阻轉(zhuǎn)換為原邊電流IP，IP產(chǎn)生的磁通量與霍爾電壓經(jīng)過放大產(chǎn)生的副邊電流IS通過副邊線圈的磁通量相平衡。副邊電流IS精確地反映原邊電壓。
2.?磁調(diào)制式電壓傳感器?
本系列傳感器未使用霍爾元件。它采用兩組相同的磁路和副邊線圈，其工作原理為由內(nèi)部方波振蕩電路產(chǎn)生的補(bǔ)償電流對安匝數(shù)補(bǔ)償，以達(dá)到磁場平衡。
3.?高阻隔離式電壓傳感器?
該系列電壓傳感器所測量的原邊電壓經(jīng)原邊電阻值電阻分壓，其產(chǎn)生的低壓信號到副邊放大電路后輸出測量電壓信號Vs。?
4.?隔離放大器式電壓傳感器?
該系列電壓傳感器所測量的原邊電壓經(jīng)過原邊高阻值電阻分壓，其產(chǎn)生的低壓信號采用高精度的光電隔離元件傳送到副邊放大電路后輸出測量電壓信號；亦可經(jīng)電壓／電流轉(zhuǎn)換電路輸出測量電流信號IS。?
電流傳感器原理
一、分流器
分流器是根據(jù)直流電流通過電阻時電阻兩端產(chǎn)生電壓的原理制作而成，分流器實(shí)際就是一個阻值很小的電阻，當(dāng)有直流電流通過時，產(chǎn)生壓降，供直流電流表顯示，直流電流表實(shí)際為電壓表，一般這個電壓表量程為75mV、150mV、300mV，用電壓表來測量這個電壓，再將這個電壓換算成電流，就完成了大電流的測量。
分流器原理圖
在低頻率小幅值電流測量中，表現(xiàn)出高的精度和較快的響應(yīng)速度。在工業(yè)領(lǐng)域中，在不涉及到測量回路與被測電流之間電隔離的場合，分流器是將電流信號轉(zhuǎn)變成電壓信號的首選的低成本方案。
二、電流互感器
電流互感器原理是依據(jù)電磁感應(yīng)原理的。電流互感器是由閉合的鐵心和繞組組成。電流互感器的作用是可以把數(shù)值較大的一次電流通過一定的變比轉(zhuǎn)換為數(shù)值較小的二次電流，用來進(jìn)行保護(hù)、測量等用途。
穿心式電流互感器原理圖
電流互感器技術(shù)成熟，在工頻測量方面有非常高的精度，由于其原理限制，不能測量直流。
三、霍爾電流傳感器
霍爾電流傳感器包括開環(huán)式和閉環(huán)式兩種，開環(huán)的霍爾電流傳感器采用的是霍爾直放式原理，閉環(huán)的霍爾電流傳感器采用的是磁平衡原理。高精度的霍爾電流傳感器大多屬于閉環(huán)式。
開環(huán)霍爾電流傳感器原理圖
磁平衡式霍爾電流傳感器原理圖
四、磁通門電流傳感器
磁通門傳感器是利用被測磁場中高導(dǎo)磁率磁芯在交變磁場的飽和激勵下，其磁感應(yīng)強(qiáng)度與磁場強(qiáng)度的非線性關(guān)系來測量弱磁場的。這種物理現(xiàn)象對被測環(huán)境磁場來說好像是一道“門”，通過這道“門”，相應(yīng)的磁通量即被調(diào)制，并產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。利用這種現(xiàn)象來測量電流所產(chǎn)生的磁場，從而間接的達(dá)到測量電流的目的。
磁通門電流傳感器原理圖
磁通門傳感器具有分辨力高、測量弱磁場范圍寬、可靠、能夠直接測量磁場的分量和適于在速運(yùn)動系統(tǒng)中使用等特點(diǎn)。
五、羅氏線圈
羅氏線圈是一個均勻纏繞在非鐵磁性材料上的環(huán)形線圈。輸出信號是電流對時間的微分。通過一個對輸出的電壓信號進(jìn)行積分的電路，就可以真實(shí)還原輸入電流。該線圈具有電流可實(shí)時測量、響應(yīng)速度快、不會飽和的特點(diǎn)，適用交流尤其是高頻大電流測量。
羅氏線圈測量原理圖
羅氏線圈是一個均勻纏繞在非鐵磁性材料上的環(huán)形線圈。輸出信號是電流對時間的微分。通過一個對輸出的電壓信號進(jìn)行積分的電路，就可以真實(shí)還原輸入電流。該線圈具有電流可實(shí)時測量、響應(yīng)速度快、不會飽和的特點(diǎn)，適用交流尤其是高頻大電流測量。
六、巨磁阻電流傳感器
物質(zhì)的電阻率在磁場中會產(chǎn)生輕微變化。這種現(xiàn)象叫磁阻效應(yīng)（AMR）。某些條件下物質(zhì)電阻率會隨磁場產(chǎn)生較大變化稱作巨磁阻效應(yīng)（GMR）。GMR可以比AMR大一個數(shù)量級的靈敏度。巨磁阻效應(yīng)是一種量子力學(xué)和凝聚態(tài)物理學(xué)現(xiàn)象，是指磁性材料的電阻率在有外磁場作用時較之無外磁場作用時存在巨大變化的現(xiàn)象。基于這個效應(yīng)的傳感器就是巨磁阻傳感器。
巨磁阻電流傳感器原理圖
七、光纖電流傳感器
光纖電流傳感器是以法拉第磁光效應(yīng)為基礎(chǔ)、以光纖為介質(zhì)的新型電流傳感器。激光束通過光纖，并經(jīng)起偏器產(chǎn)生偏振光，經(jīng)自聚焦透鏡人射到磁光晶體：在電流產(chǎn)生的外磁場作用下，偏振面旋轉(zhuǎn)θF角度;經(jīng)過檢偏器、光纖，進(jìn)人信號檢測系統(tǒng)，通過對θF的測量得到電流值。
光纖電流傳感器原理圖
光纖電流傳感器主要應(yīng)用于電力系統(tǒng)中電流的測量;除此之外與電機(jī)制造廠、測量儀器儀表廠結(jié)合，還可研制開發(fā)線路事故點(diǎn)的標(biāo)定裝置及事故區(qū)間的判定裝置等一系列電力系統(tǒng)的測量、診斷裝置。
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電流傳感器
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小小的電源設(shè)備已經(jīng)融合了越來越多的新技術(shù)。例如開關(guān)電源、硬開關(guān)、軟開關(guān)、穩(wěn)壓、線性反饋穩(wěn)壓、磁放大器技術(shù)、數(shù)控調(diào)壓、PWM、SPWM、電磁兼容等等。實(shí)際需求直接推動電源技術(shù)不斷發(fā)展和進(jìn)步，為了自動檢測和顯示電流，并在過流、過壓等危險情況發(fā)生時具有自動保護(hù)功能和更高級的智能控制，具有傳感檢測、傳感采樣、傳感保護(hù)的電源技術(shù)漸成趨勢，檢測電流或電壓的傳感器應(yīng)運(yùn)而生并在我國逐漸受到廣大電源設(shè)計(jì)者的青睞。
中文名
電流傳感器
外文名
current sensor
類 型
檢測裝置
作 用
感受到被測電流的信息
功 能
變換成為符合標(biāo)準(zhǔn)的電信號
應(yīng) 用
開關(guān)電源、硬開關(guān)、軟開關(guān)、
原 理
霍爾磁平衡原理
電流參數(shù)
LF-AI12-32A1-0.5/0~5A
目錄
1
定義
2
分類
3
霍爾傳感器
?
概述
?
工作原理
?
特性參數(shù)
?
安裝方法
?
測量方法
?
抗干擾性
?
傳感器標(biāo)定
?
性能指標(biāo)
?
注意事項(xiàng)
4
新型產(chǎn)品
5
應(yīng)用領(lǐng)域
6
未來趨勢
電流傳感器定義
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語音
電流傳感器，是一種檢測裝置，能感受到被測電流的信息，并能將檢測感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為符合一定標(biāo)準(zhǔn)需要的電信號或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。
電流傳感器
電流傳感器也稱磁傳感器，可以在家用電器、智能電網(wǎng)、電動車、風(fēng)力發(fā)電等等，在我們生活中都用到很多磁傳感器，比如說電腦硬盤、指南針，家用電器等等。
電流傳感器分類
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電流傳感器依據(jù)測量原理不同，主要可分為：分流器、電磁式電流互感器、電子式電流互感器等。電子式電流互感器包括霍爾電流傳感器、羅柯夫斯基電流傳感器及專用于變頻電量測量的AnyWay變頻功率傳感器（可用于電壓、電流和功率測量）等。與電磁式電流傳感器相比較，電子式電流互感器沒有鐵磁飽和，傳輸頻帶寬，二次負(fù)荷容量小、尺寸小、重量輕、是今后電流傳感器的發(fā)展方向。光纖電流傳感器是以法拉第磁光效應(yīng)為基礎(chǔ)、以光纖為介質(zhì)的新型電流傳感器。
電流傳感器
當(dāng)線偏振光在介質(zhì)中傳播時，若在平行于光的傳播方向上加一強(qiáng)磁場，則光振動方向?qū)l(fā)生偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)角度ψ與磁感應(yīng)強(qiáng)度B和光穿越介質(zhì)的長度l的乘積成正比，即ψ=V*B*l，比例系數(shù)V稱為費(fèi)爾德常數(shù)，與介質(zhì)性質(zhì)及光波頻率有關(guān)。偏轉(zhuǎn)方向取決于介質(zhì)性質(zhì)和磁場方向。上述現(xiàn)象稱為法拉第效應(yīng)。1845年由M.法拉第發(fā)現(xiàn)。
電流傳感器霍爾傳感器
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電流傳感器概述
AIC是“特制集成電路”的英文縮寫，它是八十年代末迅速發(fā)展起來的一項(xiàng)高技術(shù)產(chǎn)品。從設(shè)計(jì)思想、研制手段，直到測試方法，使與傳統(tǒng)的通用集成電路有質(zhì)的區(qū)別，是將超大規(guī)模集成電路(VLSI)的工藝技術(shù)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)、自動測試技術(shù)(ATE)三者結(jié)合的豐碩成果。應(yīng)用在變送器上，即為變送器專用厚膜電路。ASIC電路的變送器把變送器的轉(zhuǎn)換電路和輸出電路(即大部分電子電路)全部集成到一塊定制的芯片上，大大減少了元器件的數(shù)量，整個變送器僅有CT、PT、電源、大電容、ASIC芯片等少數(shù)幾個器件，從而可大大提高整個變送器的可靠性和長期穩(wěn)定性。
電流傳感器工作原理
霍爾原理電流傳感器是基于霍爾磁平衡原理（閉環(huán)）和霍爾直測式（開環(huán)）兩種基本原理。開環(huán)電流傳感器的原理：原邊電流IP產(chǎn)生的磁通被高品質(zhì)磁芯聚集在磁路中，霍爾元件固定在很小的氣隙中，對磁通進(jìn)行線性檢測，霍爾器件輸出的霍爾電壓經(jīng)過特殊電路處理后，副邊輸出與原邊波形一致的跟隨輸出電壓，此電壓能夠精確反映原邊電流的變化。霍爾電流傳感器可以測量各種類型的電流，從直流電到幾十千赫茲的交流電，其所依據(jù)的工作原理主要是霍爾效應(yīng)。當(dāng)原邊導(dǎo)線經(jīng)過電流傳感器時，①原邊電流IP會產(chǎn)生磁力線，②原邊磁力線集中在磁芯周圍，③內(nèi)置在磁芯氣隙中的霍爾電極可產(chǎn)生和原邊磁力線成正比的大小僅幾毫伏的電壓，④電子電路可把這個微小的信號轉(zhuǎn)變成副邊電流IS，⑤并存在以下關(guān)系式：(1)其中，IS—副邊電流；IP—原邊電流；NP—原邊線圈匝數(shù)；NS—副邊線圈匝數(shù)；NP/NS—匝數(shù)比，一般取NP=1。電流傳感器的輸出信號是副邊電流IS，它與輸入信號（原邊電流IP）成正比，IS一般很小，只有100~400mA。如果輸出電流經(jīng)過測量電阻RM，則可以得到一個與原邊電流成正比的大小為幾伏的輸出電壓信號。
電流傳感器特性參數(shù)
標(biāo)準(zhǔn)額定值IPN和額定輸出電流ISNIPN指電流傳感器所能測試的標(biāo)準(zhǔn)額定值，用有效值表示（A.r.m.s），IPN的大小與傳感器產(chǎn)品的型號有關(guān)。ISN指電流傳感器額定輸出電流，一般為100~400mA，某些型號可能會有所不同。傳感器供電電壓VAVA指電流傳感器的供電電壓，它必須在傳感器所規(guī)定的范圍內(nèi)。超過此范圍，傳感器不能正常工作或可靠性降低，另外，傳感器的供電電壓VA又分為正極供電電壓VA+和負(fù)極供電電壓VA-。測量范圍Ipmax測量范圍指電流傳感器可測量的最大電流值，測量范圍一般高于標(biāo)準(zhǔn)額定值IPN。測量范圍可用下式計(jì)算：
(2)要注意單相供電的傳感器，其供電電壓VAmin是雙相供電電壓VAmin的2倍，所以其測量范圍要高于雙相供電的傳感器。過載發(fā)生電流過載時，在測量范圍之外，原邊電流仍會增加，而且過載電流的持續(xù)時間可能很短，而過載值有可能超過傳感器的允許值，過載電流值傳感器一般測量不出來，但不會對傳感器造成損壞。精度霍爾效應(yīng)傳感器的精度取決于標(biāo)準(zhǔn)額定電流IPN。在+25℃時，傳感器測量精度受原邊電流影響，使用下面公式可計(jì)算出精度：(3)其中，K=NS/NP。計(jì)算精度時必須考慮偏移電流、線性度、溫度漂移的影響。偏移電流ISO
偏移電流也叫殘余電流或剩余電流，它主要是由霍爾元件或電子電路中運(yùn)算放大器工作狀態(tài)不穩(wěn)造成的。電流傳感器在生產(chǎn)時，在25℃，IP=0時的情況下，偏移電流已調(diào)至最小，但傳感器在離開生產(chǎn)線時，都會產(chǎn)生一定大小的偏移電流。產(chǎn)品技術(shù)文檔中提到的精度已考慮了偏移電流增加的影響。線性度
電流傳感器
線性度決定了傳感器輸出信號（副邊電流IS）與輸入信號（原邊電流IP）在測量范圍內(nèi)成正比的程度，ABB公司的電流傳感器線性度要優(yōu)于0.1%。溫度漂移偏移電流ISO是在25℃時計(jì)算出來的，當(dāng)霍爾電極周邊環(huán)境溫度變化時，ISO會產(chǎn)生變化。因此，考慮偏移電流ISO的最大變化是很重要的，這可以通過下式計(jì)算：其中，CV（Catalogue value）是指電流傳感器性能表中的溫度漂移值，例如：對CS2000BR型來說，CV為0.5×10-4/℃，最大溫度Tmax為-40℃，額定輸出電流為400mA，則偏移電流的最大變化為：Ma
電流傳感器安裝方法
霍爾電流傳感器產(chǎn)品說明一般由“傳感器產(chǎn)品型號”和“生產(chǎn)日期”兩部分構(gòu)成[5]。“傳感器產(chǎn)品型號”用于標(biāo)明傳感器的型號、額定測量值、標(biāo)準(zhǔn)型或非標(biāo)準(zhǔn)型。“傳感器生產(chǎn)日期”則是由8位數(shù)字構(gòu)成，表明傳感器的生產(chǎn)年份、日期（一年中的第幾日）及傳感器序列號。霍爾電流傳感器產(chǎn)品很多，每種傳感器的外形結(jié)構(gòu)、尺寸大小等都有所不同，下面介紹幾種典型的外形結(jié)構(gòu)及安裝接線方法。MP25P1型MP25P1電流傳感器是ABB公司中一種量程很小的傳感器，所能測量的額定電流為5、6、8、12、25A，原邊管腳的不同接法可確定額定測量電流為多少。ES300C型
如MP25P1一樣，一般傳感器都有正極（+）、負(fù)極（-）、測量端（M）三個管腳，但ES300C則沒有此三個管腳，而是有紅、黑、綠三根引線，分別對應(yīng)于正極、負(fù)極及測量端。同時在ES300C型傳感器中有一內(nèi)孔，測量原邊電流時要將導(dǎo)線穿過該內(nèi)孔。不管是MP25P1還是ES300C型等電流傳感器，安裝時管腳的接線應(yīng)根據(jù)測量情況進(jìn)行相應(yīng)連線。（1）在測量交流電時，必須強(qiáng)制使用雙極性供電電源。即傳感器的正極（+）接供電電源“+VA”端，負(fù)極接電源的“-VA”端，這種接法叫雙極性供電電源。同時測量端（M）通過電阻接電源“0V”端。（2）在測量直流電流時，可使用單極性或單相供電電源，即將正極或負(fù)極與“0V”端短接，從而形成只有一個電極相接的情況，其接法共有四種。在傳感器產(chǎn)品中，標(biāo)有“-N”標(biāo)志的表示該傳感器沒有電源意外倒置防護(hù)措施；標(biāo)有“-P”標(biāo)志的則表示該傳感器具有防護(hù)措施。(3)具有屏蔽作用的傳感器的連接方法ABB公司的部分電流傳感器具有電磁屏蔽作用，其產(chǎn)品外殼上會多一個“E”標(biāo)志的端口，其連接方式有兩種：將屏蔽端和負(fù)極（-VA）或零線（0V）相連。另外，安裝時必須全面考慮產(chǎn)品的用途、型號、量程范圍、安裝環(huán)境等。比如傳感器應(yīng)盡量安裝在利于散熱的場合；如果環(huán)境只適于垂直安裝，則必須選擇帶“V”字標(biāo)志的傳感器（如CS300 BRV）。
電流傳感器測量方法
除了安裝接線、即時標(biāo)定校準(zhǔn)、注意傳感器的工作環(huán)境外，通過下述方法還可以提高測量精度：
電流傳感器
1、原邊導(dǎo)線應(yīng)放置于傳感器內(nèi)孔中心，盡可能不要放偏；2、原邊導(dǎo)線盡可能完全放滿傳感器內(nèi)孔，不要留有空隙；3、需要測量的電流應(yīng)接近于傳感器的標(biāo)準(zhǔn)額定值IPN，不要相差太大。如條件所限，手頭僅有一個額定值很高的傳感器，而欲測量的電流值又低于額定值很多，為了提高測量精度，可以把原邊導(dǎo)線多繞幾圈，使之接近額定值。例如當(dāng)用額定值100A的傳感器去測量10A的電流時，為提高精度可將原邊導(dǎo)線在傳感器的內(nèi)孔中心繞九圈（一般情況，NP=1；在內(nèi)孔中繞一圈，NP=2；……；繞九圈，NP=10，則NP×10A=100A與傳感器的額定值相等，從而可提高精度）；4、當(dāng)欲測量的電流值為IPN/5的時，在25℃仍然可以有較高的精度。
電流傳感器抗干擾性
1、電磁場
A1直流電流變送器
閉環(huán)霍爾效應(yīng)電流傳感器，利用了原邊導(dǎo)線的電磁場原理。因此下列因素直接影響傳感器是否受外部電磁場干擾。(1)傳感器附近的外部電流大小及電流頻率是否變化；(2)外部導(dǎo)線與傳感器的距離、外部導(dǎo)線的形狀、位置和傳感器內(nèi)霍爾電極的位置；
A3單相交流電流變送器
(3)安裝傳感器所使用的材料有無磁性；(4)所使用的電流傳感器是否屏蔽；為了盡量減小外部電磁場的干擾，最好按安裝指南安裝傳感器。2、電磁兼容性
電磁兼容性EMC，（Electro -Magnetic Compatibility ）是研究電氣及電子設(shè)備在共同的電磁環(huán)境中能執(zhí)行各自功能的共存狀態(tài)，即要求在同一電磁環(huán)境中的上述各種設(shè)備都能正常工作而又互不干擾，達(dá)到“兼容”狀態(tài)的一門學(xué)科[8]。空間電磁環(huán)境的惡化越來越容易使電子元器件之間因互不兼容而引發(fā)系統(tǒng)的誤動作，因此電工、電子設(shè)備電磁兼容性檢測極有必要。由于實(shí)際生產(chǎn)、科研及市場推廣的迫切需要，采用已通過電磁兼容性檢測的電流和電壓傳感器已形成共識，并已成為一個強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)。ABB公司的所有電流傳感器自1996年1月1日起，均已通過了EMC檢測。
電流傳感器傳感器標(biāo)定
1、偏移電流ISO偏移電流必須在IP=0、環(huán)境溫度T≈25℃的條件下進(jìn)行校準(zhǔn)，按方法（雙極性供電）接線，且測量電壓VM必須滿足：VM≦RM×ISO (5)2、精度在IP=IPN（AC or DC）、環(huán)境溫度T≈25℃、傳感器雙極性供電、RM為實(shí)際測量電阻的條件下進(jìn)行測量，并用公式(3)計(jì)算精度。3、保護(hù)性測試霍爾電流傳感器在測量電路短路、測量電路開路、供電電源開路、原邊電流過載、電源意外倒置的條件下都可受到保護(hù)。對上述各項(xiàng)測試舉例如下：（1）測量電路短路此項(xiàng)測試必須在IP=IPN、環(huán)境溫度T≈25℃、傳感器雙向供電、RM為實(shí)際應(yīng)用中的電阻條件下進(jìn)行，開關(guān)S應(yīng)在一分鐘之內(nèi)合上和打開。（2）測量電路開路此項(xiàng)測試條件為IP=IPN、環(huán)境溫度T≈25℃、傳感器雙向供電、RM是實(shí)際應(yīng)用中的電阻。開關(guān)S應(yīng)在一分鐘之內(nèi)完成閉合/打開切換動作。（3）電源意外倒置測試為防止電源意外倒置而使傳感器損壞，在電路中專門加裝了保護(hù)二極管，此項(xiàng)測試可使用萬用表測試二極管兩端，測試應(yīng)在IP=0、環(huán)境溫度T≈25℃、傳感器不供電、不連接測量電阻的條件下進(jìn)行。可使用以下兩種方法測試：第一種：萬用表紅表筆端接傳感器“M”端，萬用表黑表筆端接傳感器“+”端；第二種：萬用表紅表筆接傳感器負(fù)極，萬用表黑表筆接傳感器M端；在測試中，如萬用表鳴笛，說明二極管已損壞。八、傳感器應(yīng)用計(jì)算[5]電流傳感器的主要計(jì)算公式如下：NPIP=NSIS； 計(jì)算原邊或副邊電流VM=RMI； 計(jì)算測量電壓VS=RSIS； 計(jì)算副邊電壓VA=e+VS+VM； 計(jì)算供電電壓
電流傳感器
其中，e是二極管內(nèi)部和晶體管輸出的壓降，不同型號的傳感器有不同的e值。這里我們僅以ES300C為例，這種傳感器的匝數(shù)比NP/NS=1/2000、標(biāo)準(zhǔn)額定電流值IPN=300A rms 、供電電壓VA的范圍為±12V~±20V（±5%）、副邊電阻RS=30Ω ，在雙極性（±VA）供電，其傳感器測量量程>100A且無防止供電電源意外倒置的保護(hù)二極管的情況下，e=1V。在上述條件下：（1）給定供電電壓VA，計(jì)算測量電壓VM和測量電阻RM：假設(shè)：供電電壓VA=±15V根據(jù)上述公式得：測量電壓VM=9.5V；測量電阻RM=VM/IS=63.33Ω；副邊電流IS=0.15A。所以當(dāng)我們選用63.33Ω的測量電阻時，在傳感器滿額度測量時，其輸出電流信號為0.15A ，測量電壓為9.5V。（2）給定供電電壓和測量電阻，計(jì)算欲測量的峰值電流；假設(shè)：供電電壓VA=±15V，測量電阻RM=12Ω，則：VM+VS=（RM+RS）×IS=VA-e=14V而：RM+RS=12W+30W=42W，則最大輸出副邊電流： A原邊峰值電流：IPmax=ISmax(NS/NP)=666A這說明，在上述條件下，傳感器所能測量的最大電流即原邊峰值電流為666A。如果原邊電流大于此值，傳感器雖測量不出來，但傳感器不會被損壞。（3）測量電阻（負(fù)載電阻）能影響傳感器的測量范圍。測量電阻對傳感器測量范圍也存在影響，所以我們需要精心選擇測量電阻。用下式可計(jì)算出測量電阻：其中，VAmin—扣除誤差后的最小供電電壓；e—傳感器內(nèi)部晶體管的電壓降；RS—傳感器副邊線圈的電阻；ISmax—原邊電流IP為最大值時的副邊電流值。另外我們可以通過下式確認(rèn)所選傳感器的穩(wěn)定性。如果VAmin不符合上式，則會造成傳感器的不穩(wěn)定。一旦出現(xiàn)這種情況，我們可以有以下三種方法克服：1）更換電壓更大的供電電源；2）減小測量電阻的值；3）將傳感器更換成RS較小的傳感器。例如，某種型號的電流傳感器，其標(biāo)準(zhǔn)額定電流IPN=1000A，匝數(shù)比NP/NS=1/2000，e值為1.5V，副邊電阻RS=30Ω，測量電阻RM=15W，用15V電源單極性供電。則VA=30V（單極性供電是雙極性供電的2倍）， 而：IS=IP×NP/NS=0.5AVS=RS×IS=15VVM=RM×IS=7.5V
通過以上檢驗(yàn)，可知這種傳感器在此條件下測量能保證穩(wěn)定性。它所能測量的原邊電流的最大值（即測量范圍）傳感器是能夠受規(guī)定的被測量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的器件或裝置的總稱,通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。當(dāng)傳感器的輸出為規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)信號時，則稱為變送器。變送器的概念是將非標(biāo)準(zhǔn)電信號轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)電信號的儀器，傳感器則是將物理信號轉(zhuǎn)換為電信號的器件，過去常講物理信號，隨之其他信號也將出現(xiàn)。一次儀表指現(xiàn)場測量儀表或基地控制表，二次儀表指利用一次表信號完成其他功能：諸如控制，顯示等功能的儀表。傳感器和變送器本是熱工儀表的概念。傳感器是把非電物理量如溫度、壓力、液位、物料、氣體特性等轉(zhuǎn)換成電信號或把物理量如壓力、液位等直接送到變送器。變送器則是把傳感器采集到的微弱的電信號放大以便轉(zhuǎn)送或啟動控制元件。或?qū)鞲衅鬏斎氲姆请娏哭D(zhuǎn)換成電信號同時放大以便供遠(yuǎn)方測量和控制的信號源。根據(jù)需要還可將模擬量變換為數(shù)字量。傳感器和變送器一同構(gòu)成自動控制的監(jiān)測信號源。不同的物理量需要不同的傳感器和相應(yīng)的變送器。還有一種變送器不是將物理量變換成電信號，如一種鍋爐水位計(jì)的“差壓變送器”，他是將液位傳感器里的下部的水和上部蒸汽的冷凝水通過儀表管送到變送器的波紋管兩側(cè)，以波紋管兩側(cè)的差壓帶動機(jī)械放大裝置用指針指示水位的一種遠(yuǎn)方儀表。當(dāng)然還有把電氣模擬量變換成數(shù)字量的也可以叫變送器。以上只是從概念上說明傳感器和變送器的區(qū)別。
電流傳感器性能指標(biāo)
B1單相交流電流變送器
* 執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：IEC688：1992，* 精度等級：≤1.0%.F.S* 線 性 度：優(yōu)于0.2%* 響應(yīng)時間：≤10Us* 頻率特性：0~10KHz* 失調(diào)電壓：≤20mV* 溫度特性：≤150PPM/℃(0~50℃)
B2直流漏電流傳感器
* 整機(jī)功耗：≤30 mA* 隔離耐壓：輸入/輸出/外殼間 AC2.0KV/min*1mA* 過載能力：2倍電流連續(xù)，30倍1秒* 阻燃特性：UL94-V0* 工作環(huán)境：-10℃~50℃，20%~90%無凝露
電流傳感器注意事項(xiàng)
* 注意產(chǎn)品標(biāo)簽上的輔助電源信息，變送器的輔助電源等級和極性不可接錯，否則將損壞變送器；* 電流方向與產(chǎn)品外殼上所標(biāo)的箭頭同向時，才能獲得正向輸出；* 原邊母線的溫度不應(yīng)超過60℃，電流母線填滿原邊穿線孔時，獲得最佳測量精度；* 本系列變送器內(nèi)部未設(shè)置防雷擊電路，當(dāng)變送器輸入、輸出饋線暴露于室外惡劣氣候環(huán)境之中時，應(yīng)注意采取防雷措施；* 變送器為一體化結(jié)構(gòu)，不可拆卸，同時應(yīng)避免碰撞和跌落；* 請勿損壞或者修改產(chǎn)品的標(biāo)簽、標(biāo)志，請勿拆卸或改裝變送器，否則公司將不再對該產(chǎn)品提供“三包”（包換、包退、包修）服務(wù)。
電流傳感器新型產(chǎn)品
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新型傳感器及應(yīng)用(5張)
霍爾電壓、電流傳感器主要用于工業(yè)控制和獨(dú)立的電壓、電流測量，因此，一般都不標(biāo)稱與功率測量準(zhǔn)確度密切相關(guān)的角差指標(biāo)，因此，不適用于高精度的功率測量。隨著變頻技術(shù)和節(jié)能技術(shù)的發(fā)展，有必要對各類變頻調(diào)速裝置的能效進(jìn)行準(zhǔn)確的評測，而電磁式電壓、電流互感器一般只能準(zhǔn)確測量工頻正弦電路的功率。新型的變頻功率傳感器，是一種電壓、電流組合式傳感器，該類傳感器直接輸出數(shù)字量，并采用光纖進(jìn)行傳輸，可以有效避免傳輸環(huán)節(jié)的損耗和干擾。并且在較寬的頻率范圍內(nèi)具有較小的比差和角差，可以準(zhǔn)確測量各類變頻電量（電壓、電流、功率和諧波等）。廣泛應(yīng)用于混合動力電動汽車、電動車、太陽能發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、變頻器、變頻電機(jī)和燃料電池等的產(chǎn)品檢驗(yàn)和能效評測。英國出現(xiàn)了一種適合于安裝在240伏-600安變電站主線上的電流傳感器，這種傳感器對變電站的電力輸出進(jìn)行監(jiān)控，可以減少地方電網(wǎng)故障所造成的停電時間。電流傳感器可以對供電電纜進(jìn)行電流監(jiān)控，若是電纜出線超負(fù)荷，這些電流傳感器可將一部分負(fù)荷轉(zhuǎn)移到其他相中，或者是新鋪設(shè)的電纜中，保護(hù)電纜的安全使用和運(yùn)行。隨著智能電網(wǎng)的不斷發(fā)展和升級，電流傳感器也在技術(shù)、設(shè)計(jì)和效用等方面不斷進(jìn)行改進(jìn)和完善，對冶金、化工等行業(yè)的電流測流具有重大作用。基于智能電網(wǎng)的光纖電流傳感器新型光纖電流傳感器就是智能電網(wǎng)快速發(fā)展的科技產(chǎn)物。我國推出了XDGDL-1光纖電流傳感系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了管線電流傳感系統(tǒng)的全數(shù)字閉環(huán)控制，具有穩(wěn)定性和線性度好、靈敏度高等特點(diǎn)，滿足了大量程范圍的高精度測量要求。同時，該系統(tǒng)開發(fā)了一種可現(xiàn)場繞制的伸縮結(jié)構(gòu)，安裝方便，可避免雜散磁場的干擾，母線偏心的測量誤差小于正負(fù)0.1%，實(shí)現(xiàn)了一種高精度信號轉(zhuǎn)換方案，為整流器控制設(shè)備提供高精度模擬信號和標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字通信接口。基于TMR（隧道磁電阻）效應(yīng)的電流傳感器：TMR磁感應(yīng)技術(shù)在2004年首次工業(yè)應(yīng)用于電腦硬盤領(lǐng)域， 使硬盤的存儲密度有了質(zhì)的飛躍，單碟TB級的存儲硬盤進(jìn)入民用市場。經(jīng)過近10年的發(fā)展，TMR技術(shù)依然煥發(fā)勃勃生機(jī)。TMR磁感應(yīng)效應(yīng)和Hall技術(shù)類似，算是第四代磁感應(yīng)技術(shù)。靈敏度，分辨率，功耗，溫度特性都有10倍以上的提升。全芯片級制程控制提供可靠的品質(zhì)和合理的價格。國內(nèi)有些廠家開始推出TMR技術(shù)的電流傳感器。基于TMR芯片制造的電流傳感可以在高靈敏度，溫度穩(wěn)定性，抗干擾性，小型化、集成化、智能化和低功耗方面有著出色的表現(xiàn)。
[1]
工業(yè)升級發(fā)展促進(jìn)電流傳感器改進(jìn)在我國工業(yè)發(fā)展升級的驅(qū)動下，電力設(shè)備的安全性使用越來越受到重視。電流傳感器作為一個兼具保護(hù)性和監(jiān)控作用的工具，將會在未來的電網(wǎng)中起到更重要的意義。相比國外同類產(chǎn)品，國內(nèi)的電流傳感器技術(shù)還有很大的差距需要彌補(bǔ)和提高。國內(nèi)也逐漸涌現(xiàn)出有很多新型產(chǎn)業(yè)，都需要傳感器的支持，無論是出于安全性考慮還是市場效益考慮，電流傳感器將會趨于更加高效可靠，在低碳環(huán)保的要求下，小型化也是未來的一大趨勢，這也將促進(jìn)國內(nèi)傳感器廠商投入更多的經(jīng)歷開發(fā)新技術(shù)和產(chǎn)品。在不久的將來，電流傳感器將會在更多行業(yè)得到廣泛應(yīng)用，同時將為新興物聯(lián)網(wǎng)打好基礎(chǔ)。
電流傳感器應(yīng)用領(lǐng)域
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電流傳感器應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電：風(fēng)能作為一種清潔的可再生能源，越來越受到世界各國的重視。其蘊(yùn)量巨大，全球的風(fēng)能約為2.74×109GW，其中可利用的風(fēng)能為2×107GW，比地球上可開發(fā)利用的水能總量還要大10倍。風(fēng)很早就被人們利用--主要是通過風(fēng)車來抽水、磨面等，而新世紀(jì)，人們感興趣的是如何利用風(fēng)來發(fā)電，以及如何才能發(fā)電量最大化。電流傳感器作為主要的檢測元件，在其中起到至關(guān)重要的作用 。
電流傳感器未來趨勢
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電流傳感器未來的發(fā)展趨勢有以下幾種特點(diǎn)：1、高靈敏度。被檢測信號的強(qiáng)度越來越弱，這就需要磁性傳感器靈敏度得到極大提高。應(yīng)用方面包括電流傳感器、角度傳感器、齒輪傳感器、太空環(huán)境測量。2、溫度穩(wěn)定性。更多的應(yīng)用領(lǐng)域要求傳感器的工作環(huán)境越來越嚴(yán)酷，這就要求磁傳感器必須具有很好的溫度穩(wěn)定性，行業(yè)應(yīng)用包括汽車電子行業(yè)。3、抗干擾性。很多領(lǐng)域里傳感器的使用環(huán)境沒有任何評比，就要求傳感器本身具有很好的抗干擾性。包括汽車電子、水表等等。4、小型化、集成化、智能。要想做到以上需求，這就需要芯片級的集成，模塊級集成，產(chǎn)品級集成。5、高頻特性。隨著應(yīng)用領(lǐng)域的推廣，要求傳感器的工作頻率越來越高，應(yīng)用領(lǐng)域包括水表、汽車電子行業(yè)、信息記錄行業(yè)。6、低功耗。很多領(lǐng)域要求傳感器本身的功耗極低，得以延長傳感器的使用壽命。應(yīng)用在植入身體內(nèi)磁性生物芯片，指南針等等。
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霍爾電流傳感器如何應(yīng)用于電信整流器和服務(wù)器電源？
電信整流器和服務(wù)器電源單元（PSU）中的功率因數(shù)校正（PFC）電路和逆變電路都需要將高壓側(cè)的電流信號檢測到位于低壓側(cè)的控制器，因此要用到隔離式電流傳感器。隔離式電流檢測有多種實(shí)現(xiàn)方式，例如電流互感器（CT）、隔離放大器和霍爾效應(yīng)電流傳感器。其中，霍爾效應(yīng)電流傳感器因其簡便易...
2020-05-260
響拇指電子
深圳響拇指電子科技有限公司
開環(huán)電流傳感器與閉環(huán)電流傳感器
傳統(tǒng)意義的閉環(huán)電流傳感技術(shù)以其高精準(zhǔn)度被廣泛用于工業(yè)和汽車行業(yè)。通過在復(fù)雜并完全集成了電流傳感器的IC中應(yīng)用專有的封裝技術(shù)和先進(jìn)集成的算法，Allegro已經(jīng)開發(fā)出全新的磁性電流傳感器IC，能夠以開環(huán)傳感器的架構(gòu)實(shí)現(xiàn)近似閉環(huán)的精度。磁性傳感器開環(huán)電流傳感器通常，開環(huán)霍爾效應(yīng)...
2020-07-280
生活創(chuàng)意2017
為生活加點(diǎn)創(chuàng)意。加點(diǎn)調(diào)料
每周新品速遞｜Melexis新推出隔離集成電流傳感器IC
[大比特導(dǎo)讀]2020年12月6日-12日，本周新品速遞來襲，詳情請查看下文。新品資訊導(dǎo)讀：1.伍爾特電子推出MagIC FDSM系列的36V版本2.Melexis推出新一代車用隔離集成電流傳感器IC3.Murata Electronics推出5CCEG汽車級可變電感器4....
2020-12-160
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美國ALLEGRO型號ACS770xCB霍爾電流傳感器ic
美國ALLEGRO型號ACS770xCB：耐熱增強(qiáng)型，完全集成，基于霍爾效應(yīng)的高精度線性電流傳感器IC，內(nèi)置100μ電流導(dǎo)體AllegroACS770系列電流傳感器IC為交流或直流電流檢測提供經(jīng)濟(jì)，精確的解決方案。典型應(yīng)用包括電機(jī)控制，負(fù)載檢測和管理，電源和DC-DC轉(zhuǎn)換器...
2019-09-210
韋克威科技
深圳韋克威科技有限公司
高靈敏度的電流傳感器
電流傳感器具有高靈敏度，因?yàn)樗试S傳感器更可重復(fù)。當(dāng)傳感器輸出打開時，它引導(dǎo)電流通過電機(jī)靜止部分的線圈繞組。這種電流產(chǎn)生一個磁場，與軸上的永磁體的磁場相互作用，并導(dǎo)致軸旋轉(zhuǎn)。當(dāng)磁鐵經(jīng)過 時，每次磁鐵經(jīng)過時，高度可重復(fù)的傳感器在相同角度位置改變狀態(tài)。例如，電機(jī)軸的一次完全旋轉(zhuǎn)...
2021-07-200
參考資料
1.
希磁科技推出低成本、小體積、高性能電流傳感器：STK-HD系列
．新浪網(wǎng)．2015-03-30[引用日期2015-03-31]
電流傳感器 原理：電流傳感器原理 電流傳感器和電流互感器區(qū)別
電流傳感器是很多機(jī)械上需要用到的，雖然使用電流傳感器的都是專業(yè)技術(shù)人員，但是對于普通朋友來說也是有必要了解的。本文具體給大家介紹下電流傳感器的原理，再解釋下電流傳感器和電流互感器區(qū)別。
電流傳感器原理
電流傳感器有幾種不同的種類，這里以霍爾電流傳感器為例說下電流傳感器原理。原邊電流Ip在磁芯中所產(chǎn)生的磁場通過副邊補(bǔ)償線圈電流所產(chǎn)生的磁場進(jìn)行補(bǔ)償，從而使霍爾器件處于檢測零磁通的工作狀態(tài)，其補(bǔ)償電流Is按比例的反映原邊電流Ip。 具體工作過程為：當(dāng)主回路有一電流通過時，在導(dǎo)線上產(chǎn)生的磁場被磁芯聚集并感應(yīng)到霍爾器件上，所產(chǎn)生的信號輸出用于驅(qū)動功率管并使其導(dǎo)通從而獲得一個補(bǔ)償電流Is。
閉環(huán)式霍爾電流傳感器正常工作時，其一次繞組和二次繞組的磁通互相抵消達(dá)到磁平衡，磁芯中的實(shí)際磁通為零。但是這只是理想情況。實(shí)際的傳感器由電子電路構(gòu)成的二次繞組的輸出電流能力總是有限的，當(dāng)一次過載時若二次輸出受限，實(shí)際輸出電流比理論電流小磁平衡被打破，只要一次電流繼續(xù)增大鐵芯就會飽和。
電流傳感器和電流互感器區(qū)別
電流傳感器交流和直流都可以檢測，測交流出交流而測直流出直流，但是需要外接電源。
電流互感器只能測交流，輸出信號時AC 5A或者AC1A，不需要外接電源。
普通電流互感器只能測量交流電流，交流電流互感器如果開路會產(chǎn)生高電壓，嚴(yán)重時會擊穿線路絕緣產(chǎn)生電擊威脅人員安全，所以使用時二次側(cè)不能開路，拆的時候二次側(cè)必須短接。
霍爾電流傳感器直流和交流電流都可以測量，霍爾電流傳感器拆的時候二次側(cè)不必短接。
普通電流互感器不需要加電源可直接測量。而霍爾電流傳感器則需加正負(fù)15伏或者是正負(fù)12伏工作電源。
電流互感器一般輸出AC 5 A或AC 1 A。而霍爾電流傳感器一般輸出50mA或100mA或5V的小信號，也可變送輸出4—20mA便于自動化控制。
測量精度上霍爾電流傳感器也優(yōu)于電流互感器。被測電流畸變、多次諧波、非正弦波等，對電流互感器測量結(jié)果的準(zhǔn)確度影響較大。而對霍爾電流傳感器的影響相對來說則小的多。
關(guān)于電流傳感器的問題，本文重點(diǎn)介紹了電流傳感器原理，以及電流傳感器和電流互感器區(qū)別。通過本文的講解大家應(yīng)該對電流傳感器有了大致的了解，當(dāng)然想要更加深入的掌握，還得去查閱更多的專業(yè)材料。
電流傳感器 原理：電流傳感器是什么_電流傳感器的工作原理
電流傳感器是什么
電流傳感器，是一種檢測裝置，能感受到被測電流的信息，并能將檢測感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為符合一定標(biāo)準(zhǔn)需要的電信號或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。
電流傳感器也稱磁傳感器，可以在家用電器、智能電網(wǎng)、電動車、風(fēng)力發(fā)電等等，在我們生活中都用到很多磁傳感器，比如說電腦硬盤、指南針，家用電器等等。
閉環(huán)霍爾電流傳感器的工作原理
閉環(huán)霍爾電流傳感器是利用霍爾器件為核心敏感元件用于隔離檢測電流的模塊化產(chǎn)品，它的工作原理是霍爾磁平衡式的（或稱霍爾磁補(bǔ)償式、霍爾零磁通式）。眾所周知，當(dāng)電流流過一根的直導(dǎo)線時，在導(dǎo)線周圍產(chǎn)生磁場，磁場的大小與流過導(dǎo)線的電流大小成正比，這一磁場可以通過軟磁材料來聚集，然后用霍爾器件進(jìn)行檢測，由于磁場的變化與霍爾器件的輸出電壓信號有良好的線形關(guān)系，因此可利用霍爾器件的測得的輸出信號，直接反應(yīng)出導(dǎo)線中的電流大小，即：
I ∝ B ∝ VH （2）
式中：I為通過導(dǎo)線中的電流；B為導(dǎo)線通電流后產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度；VH為霍爾器件在磁場B中產(chǎn)生的霍爾電壓。當(dāng)選擇適當(dāng)?shù)谋壤禂?shù)，上述關(guān)系可以表示為等式。對于霍爾輸出電壓信號VH的處理，人們設(shè)計(jì)了許多種電路，但總體來講可分為兩類，一類為開環(huán)（或稱直測式、直檢式）霍爾電流傳感器；另一類為閉環(huán)（或稱零磁通式、磁平衡式）霍爾電流傳感器。
針對霍爾傳感器的電路形式而言，人們最容易想到的是將霍爾元件的輸出電壓用運(yùn)算放大器直接信號放大，得到所需要的信號電壓，由此電壓值來標(biāo)定原邊被測電流大小，這種形式的霍爾傳感器通常稱為開環(huán)霍爾電流傳感器。開環(huán)霍爾傳感器的優(yōu)點(diǎn)是電路形式簡單、成本相對較低；其缺點(diǎn)是精度、線性度較差；響應(yīng)時間較慢；溫度漂移較大。為了克服開環(huán)傳感器存在的不足，八十年代末期，國外出現(xiàn)了閉環(huán)霍爾電流傳感器。1989年，北京七O一廠引進(jìn)國外技術(shù)在國內(nèi)率先開展閉環(huán)霍爾電流傳感器的研制、生產(chǎn)。經(jīng)過十幾年的努力，這種傳感器在國內(nèi)逐漸為廣大用戶了解和應(yīng)用。
閉環(huán)霍爾電流傳感器的工作原理是磁平衡式的，即原邊電流（IN）所產(chǎn)生的磁場，通過一個副邊線圈的電流（IM）所產(chǎn)生的磁場進(jìn)行補(bǔ)償，使霍爾器件始終處于檢測零磁通的工作狀態(tài)。當(dāng)原副邊補(bǔ)償電流產(chǎn)生的磁場在磁芯中達(dá)到平衡時，即有如下等式：
N×IN=n×IM （3）
式中：IN為原邊電流；N為原邊線圈的匝數(shù)；IM為副邊補(bǔ)償電流；n為副邊線圈的匝數(shù)。
由上式看出，當(dāng)已知傳感器原邊和副邊線圈匝
數(shù)時，通過測量副邊補(bǔ)償電流IM的大小，即可推算出原邊電流IN的值，從而實(shí)現(xiàn)了原邊電流的隔離測量。
電流傳感器應(yīng)用
電流傳感器也稱磁傳感器，可以用在家用電器、智能電網(wǎng)、電動車、風(fēng)力發(fā)電等，在我們生活中都用到很多磁傳感器，比如說電腦硬盤、指南針，家用電器等。
在工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域，最流行的磁傳感器類型是電流傳感器，在許多測量50安培以下電流的應(yīng)用中，比如住宅太陽能逆變器應(yīng)用或小型UPS系統(tǒng)，使用簡單的resisTIve bar或分路（shunt）
