電流傳感器就是把大電流轉(zhuǎn)換為同頻同相的小電流以便于測(cè)量或?qū)崿F(xiàn)隔離,根據(jù)不同的變換原理,電流傳感器一般有霍爾效應(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),分流器(歐姆定理)這五種技術(shù),本文只討論主流的傳感器即霍爾效應(yīng)和磁通門的傳感器。
基于霍爾效應(yīng)的電流鉗在鐵芯中加工一個(gè)氣隙放置霍爾元件,利用霍爾元件測(cè)量氣隙中的磁感應(yīng)強(qiáng)度,根據(jù)控制方式不同,有開環(huán)和閉環(huán)兩種類型,開環(huán)和閉環(huán)霍爾型電流鉗都可以測(cè)量直流和交流。
開環(huán)霍爾型電流傳感器——直測(cè)式。
開環(huán)霍爾型使霍爾電流傳感器用線性度較好的霍爾元件,霍爾元件輸出電壓正比于被測(cè)電流。
閉環(huán)霍爾型電流傳感器——磁平衡原理。
閉環(huán)霍爾型使用零磁通技術(shù),鐵芯上有補(bǔ)償線圈,當(dāng)初級(jí)有被測(cè)電流在鐵芯中產(chǎn)生磁通時(shí),霍爾元件檢測(cè)鐵芯中的磁感應(yīng)強(qiáng)度,通過負(fù)反饋將此誤差電壓轉(zhuǎn)換為電流驅(qū)動(dòng)補(bǔ)償線圈,抵消鐵芯中的磁通,最終被測(cè)電流與補(bǔ)償線圈產(chǎn)生的磁通量大小一致方向相反,通過測(cè)量補(bǔ)償線圈的電流即可按照匝數(shù)比換算出被測(cè)電流。
閉環(huán)霍爾對(duì)霍爾元件的線性度依賴較小,鐵芯工作在零磁通下,因此精度比開環(huán)的高,霍爾電流傳感器霍爾元件需要提供工作電壓,因此這兩種電流鉗都要供電,閉環(huán)霍爾需要驅(qū)動(dòng)補(bǔ)償線圈耗電更大。
在電力測(cè)量和控制系統(tǒng)中最常見的傳感器類型是電流傳感器,它主要用于測(cè)量線路中的電流,以避免線路中過電流引起的事故,因此,電流傳感器的選擇對(duì)于測(cè)量和控制系統(tǒng)是非常重要的,那么,在選擇電流傳感器之前,需要大家注意的主要特性參數(shù)有哪些呢。
標(biāo)準(zhǔn)額定值IPN和額定輸出電流ISN,IPN是指可由電流傳感器測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)額定值,它由有效值(A.r.m.s)表示,IPN的大小取決于傳感器產(chǎn)品的型號(hào),ISN是指電流傳感器的額霍爾電流傳感器定輸出電流,一般為100~400mA,有些型號(hào)可能不同。
電流傳感器電源電壓VA,VA是指電流傳感器的電源電壓,必須在電流傳感器規(guī)定的范圍內(nèi),另外,電流傳感器的電源電壓VA進(jìn)一步分為正電源電壓VA+和負(fù)電源電壓VA-,超出此范圍,傳感器無(wú)法正常工作或可靠性降低。
測(cè)量范圍Ipmax測(cè)量范圍是指電流傳感器可以測(cè)量的最大電流值,測(cè)量范圍通常高于標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)IPN,應(yīng)當(dāng)注意,單相電流傳感器的供電電壓VAmin是兩相電源電壓VAmin的兩倍,因此其測(cè)量范圍高于兩相電流傳感器的測(cè)量范圍。
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