電流傳感器工作原理：電流傳感器工作原理

　　電流傳感器工作原理，大家知道嗎？下面就一起來看看吧！
AIC是"特制集成電路"的英文縮寫，它是八十年代末迅速發(fā)展起來的一項高技術(shù)產(chǎn)品。從設(shè)計思想、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)、計算機輔助設(shè)計（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。
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**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(jù)的工作原理主要是霍爾效應(yīng)，如圖1所示。
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：
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。
以上就是關(guān)于電流傳感器工作原理的詳細(xì)介紹，希望可以幫到大家！
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電流傳感器工作原理：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)點是電路形式簡單、成本相對較低；其缺點是精度、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，通過測量副邊補償電流IM的大小，即可推算出原邊電流IN的值，從而實現(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）

電流傳感器工作原理：霍爾傳感器工作原理簡介

霍爾傳感器工作原理簡介
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開環(huán)霍爾電流傳感器

◆工作原理：原邊電流IP流過導(dǎo)體產(chǎn)生的磁場聚集在磁環(huán)內(nèi)，這一磁場的大小與流過導(dǎo)體的電流成正比，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VS精確的反映原邊電流IP。
◆特點：a,原邊與副邊之間高度絕緣
b,體積小，重量輕
c,無插入損耗 d,檢測范圍廣 e,電耗低

閉環(huán)霍爾電流傳感器

◆工作原理：原邊電流IP流過導(dǎo)體，產(chǎn)生的磁場，聚集在磁環(huán)內(nèi)，通過磁環(huán)氣隙中霍爾元件輸出信號控制的補償電流IS流過副邊線圈產(chǎn)生的磁場進(jìn)行補償，其補償電流IS精確的反映原邊電流IP。
◆特點：a,頻帶范圍寬  b,精度高 c,響應(yīng)時間快
d,溫漂小 e,線性度好  f,電流輸出，抗干擾能力強

閉環(huán)霍爾電壓傳感器

◆工作原理：原邊電壓VP經(jīng)過Ri產(chǎn)生電流，流過原邊線圈產(chǎn)生磁場，聚集在磁環(huán)內(nèi)，通過磁環(huán)氣隙中霍爾元件輸出信號控制的補償電流IS流過副邊線圈產(chǎn)生的磁場進(jìn)行補償，其補償電流IS精確的反映原邊電壓VP。
◆特點：a,精度高  b,線性度好  c,抗干擾能力強  d,溫漂小  e,共模抑制比強

電流傳感器工作原理：霍爾電流傳感器的工作原理及應(yīng)用解析

描述
1. 引言
隨著經(jīng)濟改革的不斷深入，節(jié)能降耗已經(jīng)成為降低生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量的重要手段之一，而變頻調(diào)速技術(shù)正是順應(yīng)了工業(yè)生產(chǎn)自動化發(fā)展的要求，開創(chuàng)了一個全新的智能電機時代。目前，該技術(shù)在電力、冶金、化工、造紙、食品、紡織等多種行業(yè)的電機傳動設(shè)備中得到實際應(yīng)用，已經(jīng)成為現(xiàn)代電力傳動技術(shù)的一個主要發(fā)展方向。用變頻器控制電機實現(xiàn)調(diào)速，可節(jié)省10%以上的電能。
霍爾電流傳感器由于其優(yōu)異的特性，越來越多的變頻器制造商選擇它作為電量監(jiān)控的元器件。
2. 工作原理
霍爾電流傳感器是根據(jù)霍爾效應(yīng)制作的一種磁場傳感器。它有兩種工作方式，即開環(huán)（直放式）和閉環(huán)（磁平衡式）。直放式霍爾傳感器的優(yōu)點是電路形式簡單，成本相對較低；其缺點是精度、線性度較差，響應(yīng)時間較慢，溫度漂移較大。為了克服它的不足，出現(xiàn)了閉環(huán)（磁平衡式）霍爾電流傳感器。
閉環(huán)式霍爾電流傳感器又稱零磁通式霍爾電流傳感器，如圖1所示，它是由原邊電路、聚磁環(huán)、霍爾元件次級線圈、放大器等組成。當(dāng)原邊電流IP產(chǎn)生的磁通通過高品質(zhì)磁芯集中在磁路中，霍爾元件固定在氣隙中檢測磁通，通過繞在磁芯上的多匝線圈輸出反向的補償電流，用于抵消原邊IP產(chǎn)生的磁通，使得磁路中磁通始終保持為零。經(jīng)過特殊電路的處理，傳感器的輸出端能夠輸出精確反映原邊電流的電流變化。
圖1
3. 產(chǎn)品介紹
3.1產(chǎn)品選型
閉環(huán)霍爾電流傳感器具有響應(yīng)時間短、工作頻率高、過載能力強、高隔離度等眾多優(yōu)點。一般情況下，根據(jù)輸入信號、外形、內(nèi)孔尺寸來選擇霍爾電流傳感器。在傳感器行業(yè)內(nèi)，江蘇安科瑞霍爾電流傳感器嚴(yán)格按照J(rèn)B/T 7490-2007《霍爾電流互感器行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的各項要求，相對于同行采用插針式接線不同，一律采用綠色可插拔端子，現(xiàn)場接線方便、可靠。常見的品牌產(chǎn)品如表1。
3.2產(chǎn)品外形
型號：AHBC-LTA
3.3技術(shù)指標(biāo)
響應(yīng)時間：≤1us
頻寬：100kHz
失調(diào)電流：0.1mA
工作溫度：-25～70℃
存儲溫度：-40～80℃
輸出負(fù)載：根據(jù)不同輔助電源、輸入信號、輸出信號而定
輸入過載能力：輸入量程最大值2倍可恢復(fù)正常工作
耐壓：3.5kV/50Hz/1min
4. 應(yīng)用
4.1 傳感器應(yīng)用在變頻調(diào)速回路
圖2 變頻調(diào)速回路 Y為霍爾電流傳感器
圖2中①用于檢測母線的直流電流，當(dāng)檢測出主回路中出現(xiàn)異常脈沖，或有效值超出標(biāo)準(zhǔn)時，迅速切斷逆變觸發(fā)電路的觸發(fā)脈沖，保護逆變和整流模塊；
圖2中②用于檢測兩橋臂的中的電流差，由于換相失敗很容易使一相中上下兩橋臂中的IBGT模塊因過流而損壞，此時要求短路電流保護在短路檢出后10us內(nèi)切斷門驅(qū)動電路，這種逆變器必須采用快速過電流保護裝置，可以用霍爾電流傳感器檢測每個橋臂中的電流，若因換相失敗造成上下橋臂同時導(dǎo)電，則相應(yīng)的兩個傳感器同時檢出電流信號，經(jīng)與基準(zhǔn)電壓比較轉(zhuǎn)換成方波后，通過門電路控制封鎖所有的逆變觸發(fā)脈沖，切斷短路途徑，保護昂貴的IBGT模塊；
圖2中③用于檢測輸出電流的波形，接入逆變器的輸出回路中，用來檢測隨頻率變化的交流電流，可以更好地控制觸發(fā)脈沖，也可以提供用電設(shè)備的過載信號
4.2 使用注意事項
1、為了得到較好的動態(tài)特性和靈敏度，必須注意原邊線圈和副邊線圈的耦合，要耦合得好，最好用單根導(dǎo)線且導(dǎo)線完全填滿霍爾傳感器模塊孔徑；
2、使用中當(dāng)大的直流電流流過傳感器原邊線圈，且次級電路沒有接通電源|穩(wěn)壓器或副邊開路，則其磁路被磁化，而產(chǎn)生剩磁，影響測量精度（故使用時要先接通電源和測量端M），發(fā)生這種情況時，要先進(jìn)行退磁處理。其方法是次邊電路不加電源，而在原邊線圈中通過同樣等級大小的交流電流并逐漸減小其值；
3、在大多數(shù)場合，霍爾傳感器都具有很強的抗外磁場干擾能力，一般在距離模塊5-10cm之間存在一個兩倍于工作電流Ip的電流所產(chǎn)生的磁場干擾是可以忽略的，但當(dāng)有更強的磁場干擾時，要采取適當(dāng)?shù)拇胧﹣斫鉀Q。通常方法有：
① 調(diào)整模塊方向，使外磁場對模塊的影響最小；
② 在模塊上加罩一個抗磁場的金屬屏蔽罩；
③ 選用帶雙霍爾元件或多霍爾元件的模塊；
④ 測量的最佳精度是在額定值下得到的，當(dāng)被測電流遠(yuǎn)低于額定值時，要獲得最佳精度，原邊可使用多匝，即：IpNp=額定安匝數(shù)。另外，原邊饋線溫度不應(yīng)超過８０℃。
5. 結(jié)束語
霍爾電流傳感器因其眾多優(yōu)點，通過對大電流進(jìn)行精確的檢測和控制，保證了變頻器產(chǎn)品安全可靠的運行，使變頻器在正常輸出的同時，能對異常狀況及時處理。提升了變頻器的可靠性，提高了變頻器的安全品質(zhì)。所以霍爾電流傳感器在變頻器里的優(yōu)勢越來越明顯，已成為變頻器行業(yè)中不可缺少的一部分。
責(zé)任編輯；zl
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