電流傳感器測試：電流傳感器
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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(dòng)電源技術(shù)不斷發(fā)展和進(jìn)步，為了自動(dòng)檢測和顯示電流，并在過流、過壓等危險(xiǎn)情況發(fā)生時(shí)具有自動(dòng)保護(hù)功能和更高級(jí)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(hào)
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
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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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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(hào)或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲(chǔ)、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(dòng)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(shí)，若在平行于光的傳播方向上加一強(qiáng)磁場，則光振動(dòng)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(dòng)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(gè)變送器僅有CT、PT、電源、大電容、ASIC芯片等少數(shù)幾個(gè)器件，從而可大大提高整個(gè)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(duì)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?；魻栯娏鱾鞲衅骺梢詼y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(shí)，①原邊電流IP會(huì)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(gè)微小的信號(hào)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(hào)是副邊電流IS，它與輸入信號(hào)（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(gè)與原邊電流成正比的大小為幾伏的輸出電壓信號(hào)。
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(hào)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(hào)可能會(huì)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(shí)，在測量范圍之外，原邊電流仍會(huì)增加，而且過載電流的持續(xù)時(shí)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(huì)對(duì)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(shí)，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(shí)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(shí)，在25℃，IP=0時(shí)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(shí)，都會(huì)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(hào)（副邊電流IS）與輸入信號(hào)（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(shí)計(jì)算出來的，當(dāng)霍爾電極周邊環(huán)境溫度變化時(shí)，ISO會(huì)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(duì)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(hào)”和“生產(chǎn)日期”兩部分構(gòu)成[5]?！皞鞲衅鳟a(chǎn)品型號(hào)”用于標(biāo)明傳感器的型號(hào)、額定測量值、標(biāo)準(zhǔn)型或非標(biāo)準(zhǔn)型?！皞鞲衅魃a(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(hào)。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(gè)管腳，但ES300C則沒有此三個(gè)管腳，而是有紅、黑、綠三根引線，分別對(duì)應(yīng)于正極、負(fù)極及測量端。同時(shí)在ES300C型傳感器中有一內(nèi)孔，測量原邊電流時(shí)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(shí)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(shí)，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(shí)測量端（M）通過電阻接電源“0V”端。（2）在測量直流電流時(shí)，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(gè)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(huì)多一個(gè)“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(shí)必須全面考慮產(chǎn)品的用途、型號(hào)、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(shí)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(gè)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(shí)，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(shí)，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]?？臻g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(dòng)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(shí)，并已成為一個(gè)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(duì)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(dòng)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?？墒褂靡韵聝煞N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(hào)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(shí)，在傳感器滿額度測量時(shí)，其輸出電流信號(hào)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(huì)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(duì)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(shí)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(huì)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(hào)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(hào)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(hào)時(shí)，則稱為變送器。變送器的概念是將非標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)的儀器，傳感器則是將物理信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的器件，過去常講物理信號(hào)，隨之其他信號(hào)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(hào)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(hào)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(hào)放大以便轉(zhuǎn)送或啟動(dòng)控制元件。或?qū)鞲衅鬏斎氲姆请娏哭D(zhuǎn)換成電信號(hào)同時(shí)放大以便供遠(yuǎn)方測量和控制的信號(hào)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(dòng)控制的監(jiān)測信號(hào)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(hào)，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(dòng)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(jí)：≤1.0%.F.S* 線 性 度：優(yōu)于0.2%* 響應(yīng)時(shí)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(jí)和極性不可接錯(cuò)，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(shí)，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(shí)，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(shí)，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(shí)應(yīng)避免碰撞和跌落；* 請(qǐng)勿損壞或者修改產(chǎn)品的標(biāo)簽、標(biāo)志，請(qǐng)勿拆卸或改裝變送器，否則公司將不再對(duì)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
編輯
語音
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(duì)各類變頻調(diào)速裝置的能效進(jìn)行準(zhǔn)確的評(píng)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(dòng)力電動(dòng)汽車、電動(dòng)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(píng)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(duì)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(shí)間。電流傳感器可以對(duì)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(jí)，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(duì)冶金、化工等行業(yè)的電流測流具有重大作用?；谥悄茈娋W(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(shí)，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(hào)轉(zhuǎn)換方案，為整流器控制設(shè)備提供高精度模擬信號(hào)和標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字通信接口?；赥MR（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(chǔ)密度有了質(zhì)的飛躍，單碟TB級(jí)的存儲(chǔ)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(jí)制程控制提供可靠的品質(zhì)和合理的價(jià)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(jí)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(jí)的驅(qū)動(dòng)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(gè)兼具保護(hù)性和監(jiān)控作用的工具，將會(huì)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(huì)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(huì)在更多行業(yè)得到廣泛應(yīng)用，同時(shí)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(hào)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(píng)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(jí)的集成，模塊級(jí)集成，產(chǎn)品級(jí)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(hào)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(qǐng)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(jí)可變電感器4....
2020-12-160
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美國ALLEGRO型號(hào)ACS770xCB霍爾電流傳感器ic
美國ALLEGRO型號(hào)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(shí)，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(gè)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(shí)，每次磁鐵經(jīng)過時(shí)，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]
電流傳感器測試：電流傳感器如何檢測電流？看完這篇你就懂了！
電流傳感器是一種傳感器的一種，它能高效快捷地檢測出電流的相關(guān)信息。隨著現(xiàn)代科技的飛速發(fā)展，電流傳感器的應(yīng)用也變得非常的廣泛。我們都知道電流傳感器能夠檢測出電流，而對(duì)于它的檢測原理還是不清楚的。接下來，就為大家揭曉一下電流傳感器是如何檢測電流的吧！
電流傳感器檢測電流的方法
我們以霍爾電流傳感器為例,介紹常見的檢測電流方法:
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(gè)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(shí)，為提高精度可將原邊導(dǎo)線在傳感器的內(nèi)孔中心繞十圈;
4、當(dāng)欲測量的電流值為IPN/10的時(shí)，在25℃仍然可以有較高的精度。
電流傳感器分類
1、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)小電流來測量的儀器
2、霍爾傳感器
載流子在外加磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)，軌跡發(fā)生偏移，在兩側(cè)建立起一個(gè)穩(wěn)定的電勢差即霍爾電壓。uV 量級(jí) 基本上都是內(nèi)部集成運(yùn)算放大器處理。
3、分流器
分流器實(shí)際就是一個(gè)阻值相對(duì) 很小的電阻。當(dāng)有電流通過時(shí)，產(chǎn)生壓降。
這種應(yīng)用時(shí)，可能同時(shí)伴隨著運(yùn)算放大器。
看到這里，相信您對(duì)電流傳感器的檢測原理也比較了解了！電流傳感器是傳感器產(chǎn)品中應(yīng)用的比較多的一種，無論是自身使用還是產(chǎn)品選型，都是很有必要掌握一些和傳感器相關(guān)知識(shí)特性的！
電流傳感器測試：電流傳感器是一種檢測裝置，能感受到被測電流的信息時(shí)間：2020／12／1 11：29：48 關(guān)鍵詞：電流傳感器
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(hào)或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、記錄和控制等要求。是傳感器的一種分類,其主要信號(hào)源是采集信號(hào)的電流大小!主要參 數(shù)為其電流大小!檢測方法一般是檢測電流特性的器件,一般有電流表之類的!
電流傳感器的別稱/俗稱是什么？
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(dòng)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。
電流變送器的工作原理是什么？
電流變送器的工作原理主要是霍爾效應(yīng)原理。
一、以零磁通閉環(huán)產(chǎn)品原理為例:
1、當(dāng)原邊導(dǎo)線經(jīng)過電流傳感器時(shí),原邊電流 IP 會(huì)產(chǎn)生磁力線,原邊磁力線集中在磁芯氣隙周圍,內(nèi)置在磁芯氣隙中的霍爾電片可產(chǎn)生和原邊磁力線成正比的, 大小僅為幾毫伏的感應(yīng)電壓, 通過后續(xù)電子電路可把這個(gè)微小的信號(hào)轉(zhuǎn)變成副邊 電流 IS,并存在以下關(guān)系式: IS* NS=IP*NP 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(hào)是副邊電流 IS,它與輸入信號(hào)(原邊電流 IP)成正比, IS 一般很小,只有 10~400mA.如果輸出電流經(jīng)過測量電阻 RM,則可以得到 一個(gè)與原邊電流成正比的大小為幾伏的電壓輸出信號(hào).
2、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(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-. 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,所以其測量范圍要相供高于雙電的傳感器.
3、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.
霍爾電流傳感器主要特性參數(shù)是？
1、標(biāo)準(zhǔn)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(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(hào)有關(guān). ISN 指電流傳感器額定輸出電流,一般為 10~400mA,當(dāng)然根據(jù)某些型號(hào)具體可能會(huì)有所不同.?
2、 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(shí),在 25℃,IP=0 時(shí)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(shí),都會(huì)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.?
3、 線性度?
線性度決定了傳感器輸出信號(hào)(副邊電流 IS)與輸入信號(hào)(原邊電流 IP)在測 量范圍內(nèi)成正比的程度.?
4、溫度漂移?
偏移電流 ISO 是在 25℃時(shí)計(jì)算出來的,當(dāng)霍爾電極周邊環(huán)境溫度變化時(shí),ISO 會(huì)產(chǎn)生變化.因此,考慮偏移電流 ISO 的最大變化是很重要的,其中,IOT 是 指電流傳感器性能表中的溫度漂移值.?
5、過載電流傳感器的過載能力是指發(fā)生電流過載時(shí),在測量范圍之外,原邊電流仍會(huì)增 加,而且過載電流的持續(xù)時(shí)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(huì)對(duì)傳感器造成損壞.
6、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(shí),傳感器測量精度 與原邊電流有一定影響,同時(shí)評(píng)定傳感器精度時(shí)還必須考慮偏移電流,線性度, 溫度漂移的影響.
電流傳感器應(yīng)用在哪些領(lǐng)域？
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 。
電流傳感器測試：霍爾電流傳感器
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霍爾電流傳感器
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霍爾電流傳感器基于磁平衡式霍爾原理，根據(jù)霍爾效應(yīng)原理，從霍爾元件的控制電流端通入電流Ic，并在霍爾元件平面的法線方向上施加磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的磁場，那么在垂直于電流和磁場方向（即霍爾輸出端之間），將產(chǎn)生一個(gè)電勢VH，稱其為霍爾電勢，其大小正比于控 制電流I。與磁感應(yīng)強(qiáng)度B的乘積。即有式中：K為霍爾系數(shù)，由霍爾元件的材料決定；I為控制電流；B為磁感應(yīng)強(qiáng)度；VH為霍爾電勢。
中文名
霍爾電流傳感器
外文名
Hall Current Sensor
名詞解釋
基本原理 檢測原理 補(bǔ)償原理
工作電源
電流傳感器在使用中的優(yōu)越性
發(fā) 展
提高靈敏度、惡劣條件下的穩(wěn)定性
測電流
為了測量mA級(jí)的小電流
參 數(shù)
LF-AI12-32A1-0.5/0~5A
工作環(huán)境
-10℃~50℃，20%~90%無凝露
響應(yīng)時(shí)間
≤300mS
精度等級(jí)
≤0.5%.F.S
目錄
1
英文解釋
2
基本原理
3
檢測原理
4
補(bǔ)償原理
5
發(fā)展
6
測電壓
7
輸出
8
電壓電阻
9
電流計(jì)算
10
舉例說明
11
工作電源
12
優(yōu)越性
13
測量方法
14
特點(diǎn)
15
應(yīng)用方式
16
注意事項(xiàng)
?
如何選型
?
使用須知
?
注意事項(xiàng)
17
工作過程
霍爾電流傳感器英文解釋
編輯
語音
Hall Current SensorHall current transducer
霍爾電流傳感器基本原理
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霍爾器件是一種采用半導(dǎo)體材料制成的磁電轉(zhuǎn)換器件。如果在輸入端通入控制電流IC，當(dāng)有一磁場B穿過該器件感磁面，則在輸出端出現(xiàn)霍爾電勢VH。霍爾電勢VH的大小與控制電流IC和磁通密度B的乘積成正比，即：VH=KHICBsinΘ霍爾電流傳感器是按照霍爾效應(yīng)原理制成，對(duì)安培定律加以應(yīng)用，即在載流導(dǎo)體周圍產(chǎn)生一正比于該電流的磁場，而霍爾器件則用來測量這一磁場。因此，使電流的非接觸測量成為可能。通過測量霍爾電勢的大小間接測量載流導(dǎo)體電流的大小。因此，電流傳感器經(jīng)過了電－磁－電的絕緣隔離轉(zhuǎn)換。
霍爾電流傳感器檢測原理
編輯
語音
由于磁路與霍爾器件的輸出具有良好的線性關(guān)系，因此霍爾器件輸出的電壓訊號(hào)U0可以間接反映出被測電流I1的大小，即：I1∝B1∝U0我們把U0定標(biāo)為當(dāng)被測電流I1為額定值時(shí)，U0等于50mV或100mV。這就制成霍爾直接檢測（無放大）電流傳感器。
霍爾電流傳感器補(bǔ)償原理
編輯
語音
原邊主回路有一被測電流I1，將產(chǎn)生磁通Φ1，被副邊補(bǔ)償線圈通過的電流I2所產(chǎn)生的磁通Φ2進(jìn)行補(bǔ)償后保持磁平衡狀態(tài)，霍爾器件則始終處于檢測零磁通的作用。所以稱為霍爾磁補(bǔ)償電流傳感器。這種先進(jìn)的原理模式優(yōu)于直檢原理模式，突出的優(yōu)點(diǎn)是響應(yīng)時(shí)間快和測量精度高，特別適用于弱小電流的檢測。知道：Φ1=Φ2I1N1=I2N2I2=NI/N2·I1當(dāng)補(bǔ)償電流I2流過測量電阻RM時(shí)，在RM兩端轉(zhuǎn)換成電壓。做為傳感器測量電壓U0即：U0=I2RM按照霍爾磁補(bǔ)償原理制成了額定輸入從～系列規(guī)格的電流傳感器。由于磁補(bǔ)償式電流傳感器必須在磁環(huán)上繞成千上萬匝的補(bǔ)償線圈，因而成本增加；其次，工作電流消耗也相應(yīng)增加；但它卻具有直檢式不可比擬的較高精度和快速響應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)。
霍爾電流傳感器發(fā)展
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語音
霍爾電流傳感器要想得到發(fā)展。首先就要提高靈敏度、惡劣條件下的穩(wěn)定性、降低工作電壓、微功耗；其次是敏感元件及其處理電路集成化、小型化；第三必須做到功能多樣化，同一種敏感機(jī)理的敏感器，引用和融合了電子技術(shù)其他分支的相關(guān)成熟技術(shù)，可形成新功能或復(fù)合功能的新型品種；最后要便于組網(wǎng)，傳感器捕獲的信息便于與其上層、下層機(jī)接口和有線或無線傳輸，以利執(zhí)行、保存、處理。
[1]
霍爾電流傳感器測電壓
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為了測量mA級(jí)的小電流，根據(jù)Φ1=I1N1，增加N1的匝數(shù)，同樣可以獲得高磁通Φ1。采用這種方法制成的小電流傳感器不但可以測mA級(jí)電流，而且可以測電壓。與電流傳感器所不同的是在測量電壓時(shí)，電壓傳感器的原邊多匝繞組通過串聯(lián)一個(gè)限流電阻R1，然后并聯(lián)連接在被測電壓U1上，得到與被測電壓U1成比例的電流I1。副邊原理同電流傳感器一樣。當(dāng)補(bǔ)償電流I2流過測量電阻RM時(shí)，在RM兩端轉(zhuǎn)換成電壓作為傳感器的測量電壓U0，即 U0=I2RM
霍爾電流傳感器輸出
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直接檢測式（無放大）電流傳感器為高阻抗輸出電壓，在應(yīng)用中，負(fù)載阻抗要大于10KΩ，通常都是將其±50mV或±100mV懸浮輸出電壓用差動(dòng)輸入比例放大器放大到±4V或±5V。 （a） 圖可滿足一般精度要求；（b）圖性能較好，適用于精度要求高的場合。直檢放大式電流傳感器為高阻抗輸出電壓。在應(yīng)用中，負(fù)載阻抗要大于2KΩ。磁補(bǔ)償式電流、電壓磁補(bǔ)償式電流、電壓傳感器均為電流輸出型?！癕”端對(duì)電源“O”端為電流I2的通路。因此，傳感器從“M”端輸出的信號(hào)為電流信號(hào)。電流信號(hào)可以在一定范圍遠(yuǎn)傳，并能保證精度，使用中，測量電阻RM只需設(shè)計(jì)在二次儀表輸入或終端控制板接口上。為了保證高精度測量要注意：①測量電阻的精度選擇，一般選金屬膜電阻，精度≤±0.5%，詳見表1－1，②二次儀表或終端控制板電路輸入阻抗應(yīng)大于測量電阻100倍以上。
霍爾電流傳感器電壓電阻
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從前面公式知道U0=I2RMRM=U0/I2式中：U0－測量電壓，又叫取樣電壓（V）。I2－副邊線圈補(bǔ)償電流（A）。RM－測量電阻（Ω）。計(jì)算時(shí)I2可以從磁補(bǔ)償式電流傳感器技術(shù)參數(shù)表中查出與被測電流（額定有效值）I1相對(duì)應(yīng)的輸出電流（額定有效值）I2。假如要將I2變換成U0=5V，RM選擇詳見表1－1。
霍爾電流傳感器電流計(jì)算
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輸出電流I2的回路是：V+→末級(jí)功放管集射極→N2→RM→0，回路等效電阻。（V-～0的回路相同，電流相反）當(dāng)輸出電流I2最大值時(shí)，電流值不再跟著I1的增加而增加，我們稱為傳感器的飽和點(diǎn)。按下式計(jì)算I2max=V+-VCES/RN2+RM式中：V+－正電源（V）。VCES－功率管集射飽和電壓，（V）一般為0.5V。RN2－副邊線圈直流內(nèi)阻（Ω），詳見表，1－2。RM－測量電阻（Ω）。從計(jì)算可知改變測量電阻RM，飽和點(diǎn)隨之也改變。當(dāng)被測電阻RM確定后，也就有了確定的飽和點(diǎn)。根據(jù)下式計(jì)算出最大被測電流I1max：I1max=I1/I2·I2max在測量交流或脈沖時(shí)，當(dāng)RM確定后，要計(jì)算出最大被測電流I1MAX，如果I1max值低于交流電流峰值或低于脈沖幅值，將會(huì)造成輸出波形削波或限幅現(xiàn)象，此種情況可將RM選小一些來解決。
霍爾電流傳感器舉例說明
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電壓傳感器原邊與副邊抗電強(qiáng)度≥4000VRMS（50Hz.1min），用以測量直流、交流、脈沖電壓。在測量電壓時(shí)，根據(jù)電壓額定值，在原邊+HT端串一限流電阻，即被測電壓通過電阻得到原邊電流U1/R1=I1、R1=U1/10mA（KΩ），電阻的功率要大于計(jì)算值2～4倍，電阻的精度≤±0.5%。R1精密線繞功率電阻，可由廠方代訂。電流傳感器的接線方法（1） 直檢式（無放大）電流傳感器接線圖。（a） 圖是P型（印板插腳式）接發(fā)，（b）圖是C型（插座插頭式）接法，VN.、VN表示霍爾輸出電壓。（2） 直檢放大式電流傳感器接線圖。（a） 圖是P型接法，（b）圖是C型接法，圖中U0表示輸出電壓，RL表示負(fù)載電阻。（3） 磁補(bǔ)償式電流傳感器接線圖。（a） 圖是P型接法，（b）圖是C型接法（注意四針插座第三針是空腳）以上三種傳感器的印板插腳式接法同實(shí)物的排列方法是一致的，插座插頭接法同實(shí)物的排列方法也是一致的，以免接線錯(cuò)誤。在以上接線圖上，主回路被測電流I1在穿孔中有一箭頭示出了電流正方向，實(shí)物外殼上也標(biāo)明了電流正方向，這是電流傳感器規(guī)定了被測電流I1的電流正方向與輸出電流I2是同極性的。這在三相交流或多路直流檢測量中是致關(guān)重要的。
霍爾電流傳感器工作電源
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電流傳感器是一種有源模塊，如霍爾器件、運(yùn)放、末級(jí)功率管，都需要工作電源，并且還有功耗，實(shí)用的典型工作電源原理圖。（1） 輸出地端集中接大電解上以利降噪。（2） 電容位uF，二極管為1N4004。（3） 變壓器根據(jù)傳感器功耗而定。（4） 傳感器的工作電流。直檢式（無放大）耗電：最大5mA；直檢放大式耗電：最大±20mA；磁補(bǔ)償式耗電：20+輸出電流；最大消耗工作電流20+輸出電流的2倍。根據(jù)消耗工作電流可以計(jì)算出功耗。
霍爾電流傳感器優(yōu)越性
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（1）非接觸檢測。在進(jìn)口設(shè)備的再改造中，以及老舊設(shè)備的技術(shù)改造中，顯示出非接觸測量的優(yōu)越性；原有設(shè)備的電氣接線不用絲毫改動(dòng)就可以測得電流的數(shù)值。（2）使用分流器的弊端是不能電隔離，且還有插入損耗，電流越大，損耗越大，體積也越大，人們還發(fā)現(xiàn)分流器在檢測高頻大電流時(shí)帶有不可避免的電感性，不能真實(shí)傳遞被測電流波形，更不能真實(shí)傳遞非正弦波型。電流傳感器完全消除了分流器以上的種種弊端，且精度和輸出電壓值可以和分流器做的一樣，如精度0.5、1.0級(jí)，輸出電壓50、75mV和100mV均可。（3）使用非常方便，取一只LT100－C型電流傳感器，在M端與電源零端串入一只100mA的模擬表頭或數(shù)字萬用表，接上工作電源，將傳感器套在電線回路上，即可準(zhǔn)確顯示主回路0～100A電流值。（4）傳統(tǒng)的電流電壓互感器，雖然工作電流電壓等級(jí)多，在規(guī)定的正弦工作頻率下有較高的精度，但它能適合的頻帶非常窄，且不能傳遞直流。此外，工作時(shí)存在激磁電流，所以這是電感性器件，使它在響應(yīng)時(shí)間上只能做到數(shù)十毫秒。眾所周知的電流互感器二次側(cè)一旦開路將產(chǎn)生高壓危害。在使用微機(jī)檢測中需信號(hào)的多路采集，人們正尋求能隔離又能采集信號(hào)的方法。電流電壓傳感器繼承了互感器原副邊可靠絕緣的優(yōu)點(diǎn)，又解決了傳遞變送器價(jià)昂體積大還要配用互感器的缺陷，給微機(jī)檢測等自動(dòng)化管理系統(tǒng)提供了模數(shù)轉(zhuǎn)換的機(jī)會(huì)。在使用中，傳感器輸出信號(hào)既可直接輸入到高阻抗模擬表頭或數(shù)字面板表，也可經(jīng)二次處理，模擬信號(hào)送給自動(dòng)化裝置，數(shù)字信號(hào)送給計(jì)算機(jī)接口。在3KV以上的高壓系統(tǒng)，電流、電壓傳感器都能與傳統(tǒng)的高壓互感器配合，替代傳統(tǒng)的電量變送器，為模數(shù)轉(zhuǎn)換提供方便。（5）傳統(tǒng)的檢測元件受規(guī)定頻率、規(guī)定波形，響應(yīng)滯后等很多因素的限制，不能適應(yīng)大功率變流技術(shù)的發(fā)展，應(yīng)運(yùn)而產(chǎn)生的新一代霍爾電流電壓傳感器，以及電流電壓傳感器與真有效枝AC/DC轉(zhuǎn)換器組合成為一體化的變送器，已成為人們熟知最佳檢測模塊。另外，電子電力裝置向高頻化、模塊化、組件化、智能化發(fā)展，使裝置設(shè)計(jì)者得心應(yīng)手，這將是電子電力技術(shù)史上劃時(shí)代的根本性變革。1. 測量范圍廣：它可以測量任意波形的電流和電壓，如直流、交流、脈沖、三角波形等，甚至對(duì)瞬態(tài)峰值電流、電壓信號(hào)也能忠實(shí)地進(jìn)行反映;2. 響應(yīng)速度快：最快者響應(yīng)時(shí)間只為1us。3. 測量精度高：其測量精度優(yōu)于1%，該精度適合于對(duì)任何波形的測量。普通互感器是感性元件，接入后影響被測信號(hào)波形，其一般精度為3%~5%，且只適合于50Hz 正弦波形。4. 線性度好：優(yōu)于0.2%5. 動(dòng)態(tài)性能好：響應(yīng)時(shí)間快，可小于1us;普通互感器的響應(yīng)時(shí)間為10~20ms。6. 工作頻帶寬：在0~100KHz 頻率范圍內(nèi)的信號(hào)均可以測量。7. 可靠性高，平均無故障工作時(shí)間長：平均無故障時(shí)間>5 10 小時(shí)8. 過載能力強(qiáng)、測量范圍大：0---幾十安培~上萬安培9. 體積小、重量輕、易于安裝。由于霍爾電流電壓傳感器以上的優(yōu)點(diǎn)，故而可廣泛應(yīng)用與變頻調(diào)速裝置、逆變裝置、UPS 電源、逆變焊機(jī)、電解電鍍、數(shù)控機(jī)床、微機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)、電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)和需要隔離檢測電流電壓的各個(gè)領(lǐng)域中。
大口徑,開口型電流傳感器，交直兩用
性能指標(biāo)：* 執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：IEC688：1992，QB* 輸入范圍：0~800A內(nèi)可選 如0~100 A，0~500A等* 精度等級(jí)：≤1.0%.F.S* 線 性 度：優(yōu)于0.2%*響應(yīng)時(shí)間：≤1Us
霍爾電流傳感器
* 頻率特性：0~100KHz* 失調(diào)電壓：≤20mV* 溫度特性：≤150PPM/℃(0~50℃)* 整機(jī)功耗：≤30 mA+Ig* 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* 貯存環(huán)境：-40℃~70℃，20%~95%無凝露
霍爾電流傳感器測量方法
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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(gè)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(shí)，為提高精度可將原邊導(dǎo)線在傳感器的內(nèi)孔中心繞十圈(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)；
[2]
4.當(dāng)欲測量的電流值為IPN/10的時(shí)，在25℃仍然可以有較高的精度。
霍爾電流傳感器特點(diǎn)
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霍爾傳感器不論是開環(huán)還是閉環(huán)原理，基本的性能區(qū)別不大，基本的優(yōu)點(diǎn)在于：響應(yīng)時(shí)間快、低溫漂、精度高、體積小、頻帶寬、抗干擾能力強(qiáng)、過載能力強(qiáng)。
霍爾電流傳感器應(yīng)用方式
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基本是HIA-C01和HIB-C15兩種閉環(huán)原理的霍爾電流傳感器較多，基本應(yīng)用方式是HIA-C01霍爾電流傳感器檢測前端每一塊電池板的發(fā)電情況，輸出信號(hào)給信號(hào)采集裝置，由信號(hào)采集裝置經(jīng)過采集、信號(hào)轉(zhuǎn)換等步驟，有線傳輸至控制中心，由控制中心統(tǒng)一對(duì)各個(gè)陣列的發(fā)電情況進(jìn)行監(jiān)控。
霍爾電流傳感器注意事項(xiàng)
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霍爾電流傳感器如何選型
A.選擇電流傳感器時(shí)需要注意穿孔尺寸是否能夠保證電線可以穿過傳感器；B.選擇電流傳感器時(shí)需要注意現(xiàn)場的應(yīng)用環(huán)境是否有高溫、低溫、高潮濕、強(qiáng)震等特殊環(huán)境；C.選擇電流傳感器時(shí)需要注意空間結(jié)構(gòu)是否滿足。
霍爾電流傳感器使用須知
A.接線時(shí)注意接線端子的裸露導(dǎo)電部分，盡量防止ESD沖擊，需要有專業(yè)施工經(jīng)驗(yàn)的工程師才能對(duì)該產(chǎn)品進(jìn)行接線操作。電源、輸入、輸出的各連接導(dǎo)線必須正確連接，不可錯(cuò)位或反接，否則可能導(dǎo)致產(chǎn)品損壞。B.產(chǎn)品安裝使用環(huán)境應(yīng)無導(dǎo)電塵埃及腐蝕性。C.劇烈震動(dòng)或高溫也可能導(dǎo)致產(chǎn)品損壞，必須注意使用場合。
霍爾電流傳感器注意事項(xiàng)
（1）電流傳感器必須根據(jù)被測電流的額定有效值適當(dāng)選用不同的規(guī)格的產(chǎn)品。被測電流長時(shí)間超額，會(huì)損壞末極功放管（指磁補(bǔ)償式），一般情況下，2倍的過載電流持續(xù)時(shí)間不得超過1分鐘。（2）電壓傳感器必須按產(chǎn)品說明在原邊串入一個(gè)限流電阻R1，以使原邊得到額定電流，在一般情況下，2倍的過壓持續(xù)時(shí)間不得超過1分鐘。（3）電流電壓傳感器的最佳精度是在原邊額定值條件下得到的，所以當(dāng)被測電流高于電流傳感器的額定值時(shí)，應(yīng)選用相應(yīng)大的傳感器；當(dāng)被測電壓高于電壓傳感器的額定值時(shí)，應(yīng)重新調(diào)整限流電阻。當(dāng)被測電流低于額定值1/2以下時(shí)，為了得到最佳精度，可以使用多繞圈數(shù)的辦法。（4）絕緣耐壓為3KV的傳感器可以長期正常工作在1KV及以下交流系統(tǒng)和1.5KV及以下直流系統(tǒng)中，6KV的傳感器可以長期正常工作在2KV及以下交流系統(tǒng)和2.5KV及以下直流系統(tǒng)中，注意不要超壓使用。（5）在要求得到良好動(dòng)態(tài)特性的裝置上使用時(shí)，最好用單根銅鋁母排并與孔徑吻合，以大代小或多繞圈數(shù)，均會(huì)影響動(dòng)態(tài)特性。（6）在大電流直流系統(tǒng)中使用時(shí)，因某種原因造成工作電源開路或故障，則鐵心產(chǎn)生較大剩磁，是值得注意的。剩磁影響精度。退磁的方法是不加工作電源，在原邊通一交流并逐漸減小其值。（7）傳感器抗外磁場能力為：距離傳感器5～10cm一個(gè)超過傳感器原邊電流值2倍的電流，所產(chǎn)生的磁場干擾可以抵抗。三相大電流布線時(shí)，相間距離應(yīng)大于5～10cm。（8）為了使傳感器工作在最佳測量狀態(tài)，應(yīng)使用介紹的簡易典型穩(wěn)壓電源。（9）傳感器的磁飽和點(diǎn)和電路飽和點(diǎn)，使其有很強(qiáng)的過載能力，但過載能力是有時(shí)間限制的，試驗(yàn)過載能力時(shí)，2倍以上的過載電流不得超過1分鐘。（10）原邊電流母線溫度不得超過85℃，這是ABS工程塑料的特性決定的，用戶有特殊要求，可選高溫塑料做外殼。
霍爾電流傳感器工作過程
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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。所以閉環(huán)的在響應(yīng)時(shí)間跟精度上要比開環(huán)的好很多。開環(huán)和閉環(huán)都可以監(jiān)測交流電，一般開環(huán)的適用于大電流監(jiān)測，閉環(huán)適用于小電流監(jiān)測。開環(huán)式霍爾傳感器的工作過程：原邊電流(Ip)通過一根導(dǎo)線時(shí)，在導(dǎo)線四周將會(huì)產(chǎn)生一個(gè)磁場，這一磁場的大小與流過導(dǎo)線的電流成正比，它能通過磁芯聚集感應(yīng)到霍爾器件上并使其有一信號(hào)輸出。這一信號(hào)經(jīng)信號(hào)放大器放大后直接輸出，霍爾器件輸出的信號(hào)準(zhǔn)確反映了原邊電流的輸出情況。優(yōu)點(diǎn)：封裝尺寸小 ，測量范圍廣 ，重量輕，低電源損耗，無插損閉環(huán)霍爾電流傳感器的工作過程：當(dāng)原邊電流IP產(chǎn)生的磁通通過磁芯集中在磁路中，霍爾器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(bǔ)償電流，用于抵消原邊電流(IP)產(chǎn)生的磁通，使得磁路中磁通始終保持為零。霍爾器件和輔助電路產(chǎn)生的副邊補(bǔ)償電流準(zhǔn)確反映了原邊電流的大小。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。
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參考資料
1.
霍爾電流傳感器未來有著更廣泛的應(yīng)用
．中國移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)[引用日期2013-05-13]
2.
提高測量精度的方法
．儀器儀表世界網(wǎng)[引用日期2013-04-23]
