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電流傳感器

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電流傳感器

發布日期:2018-07-09 作者: 點擊:

定義

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,按一定規律變換成為符合一定標準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、電動車、風力發電等等,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。




分類

電流傳感器依據測量原理不同,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,二次負荷容量小、尺寸小、重量輕、是今后電流傳感器的發展方向。


光纖電流傳感器是以法拉第磁光效應為基礎、以光纖為介質的新型電流傳感器。

當線偏振光在介質中傳播時,若在平行于光的傳播方向上加一強磁場,則光振動方向將發生偏轉,偏轉角度ψ與磁感應強度B和光穿越介質的長度l的乘積成正比,即ψ=V*B*l,比例系數V稱為費爾德常數,與介質性質及光波頻率有關。偏轉方向取決于介質性質和磁場方向。上述現象稱為法拉第效應。1845年由M.法拉第發現。[1]



電流傳感器 (15張)




電流傳感器 (20張)



霍爾傳感器編輯


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展起來的一項高技術產品。從設計思想、研制

手段,直到測試方法,使與傳統的通用集成電路有質的區別,是將超大規模集成電路(VLSI)的工藝技術、計算機輔助設計(CAD)、自動測試技術(ATE)三者結合的豐碩成果。應用在變送器上,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量,整個變送器僅有CT、PT、電源、大電容、ASIC芯片等少數幾個器件,從而可大大提高整個變送器的可靠性和長期穩定性。



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)和霍爾直測式(開環)兩種基本原理。[2]

開環電流傳感器的原理:原邊電流IP產生的磁通被高品質磁芯聚集在磁路中,霍爾元件固定在很小的氣隙中,對磁通進行線性檢測,霍爾器件輸出的霍爾電壓經過特殊電路處理后,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。

電流傳感器

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,其所依據的工作原理主要是霍爾效應,如圖1所示。

當原邊導線經過電流傳感器時,①原邊電流IP會產生磁力線,②原邊磁力線集中在磁芯周圍,③內置在磁芯氣隙中的霍爾電極可產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變成副邊電流IS,⑤并存在以下關系式:

(1)

其中,IS—副邊電流;

IP—原邊電流;

NP—原邊線圈匝數;

NS—副邊線圈匝數;

NP/NS—匝數比,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。


特性參數

標準額定值IPN和額定輸出電流ISN

IPN指電流傳感器所能測試的標準額定值,用有效值表示(A.r.m.s),IPN的大小與傳感器產品的型號有關。

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VA

VA指電流傳感器的供電電壓,它必須在傳感器所規定的范圍內。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Z大電流值,測量范圍一般高于標準額定值IPN。測量范圍可用下式計算:

(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

電流傳感器的過載能力參見圖2。發生電流過載時,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

霍爾效應傳感器的精度取決于標準額定電流IPN。在+25℃時,傳感器測量精度受原邊電流影響的曲線如圖3所示,使用下面公式可計算出精度:


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