電流測量是人類觀察和利用電現(xiàn)象的一門歷史悠久并不斷發(fā)展的技術學科。無論是在電力、冶金、 化工、機械和電氣機車等工業(yè)領域,還是在核物理、大功率電子學等科學領域都涉及到交直流大電流的測量問題國。電流測量的覆蓋范圍很廣,對于電流幅值大小的不同,電流變化特性的不同有著不同的測量方法。常用的大電流測量傳感器有電流互感 器、分流器和霍爾傳感器等。電流互感器的基本原理是電磁感應現(xiàn)象,當一、二次繞組均繞在同一鐵芯上時,給一次繞組輸入電流,由于電磁感應,會在二次繞組中感應出電動勢,從而產(chǎn)生對應的二次電流。其優(yōu)點是將一次大電流轉(zhuǎn)變?yōu)檩^小的二次電流并實現(xiàn)了一次電流與測量回路的電氣隔離,保障了測量儀器與測量人員的安全,然而基于電磁感應原理的電流互感器無法進行直流電流測量,在被測信號含有直流分量時極易飽和。無錫納吉伏利用高磁導率鐵芯在交變磁場的飽和激勵下交替飽和的機理。上海車規(guī)級電流傳感器價錢
磁平衡式霍爾電流傳感器是依據(jù)磁場平衡原理工作的。原邊電流 在聚磁環(huán)處所產(chǎn)生的磁場,使得霍爾元件上產(chǎn)生電壓偏差;電壓信號傳遞給放大器后,經(jīng)過放大的電流信號輸送給次級線圈,在次級線圈上感應出的電流所產(chǎn)生的磁場,方向與原邊磁場相反。經(jīng)過反復調(diào)整放大器輸出電壓, 原邊產(chǎn)生的磁場與次級線圈產(chǎn)生的磁場在氣隙處互相抵消,從而使得半導體薄片處于零磁通的環(huán)境中。達到這種平衡狀態(tài)以后,檢測放大器輸出電流,推算得到原邊回路電流值。磁平衡式霍爾電流傳感器的優(yōu)點是精度高、響應時間快、溫漂小、線性度好及抗干擾能力強。缺點是測量范圍較固定,成本、能耗較高。電池包電流傳感器價格電流傳感器的關鍵技術包括:提高線性度和減少溫度偏移的漂移,實現(xiàn)閉路原理。
磁通門電流傳感器(懷舊型變送器)是一種常用于測量交流電流的傳感器,具有以下優(yōu)點: 非接觸式測量:磁通門電流傳感器采用非接觸式測量原理,不需要與被測電流直接接觸,不會產(chǎn)生電壓降和能量損耗,減少了對被測電路的干擾,保持了電路的隔離性能。 寬頻率范圍:磁通門電流傳感器具有較寬的工作頻率范圍,可以覆蓋從低頻到高頻的各種交流電流信號測量需求。 高精度:磁通門電流傳感器具有較高的測量精度和穩(wěn)定性。其內(nèi)部電路設計合理,可校準和調(diào)節(jié),能夠提供準確的電流測量結(jié)果。 寬動態(tài)范圍:磁通門電流傳感器具有較寬的動態(tài)范圍,可以測量大范圍的電流信號,適用于變化較大的電流測量場景。 快速響應:磁通門電流傳感器的響應速度較快,可以實時測量電流信號的變化,適用于需要實時控制和監(jiān)測的應用。 適應性強:磁通門電流傳感器結(jié)構簡單,體積小巧,重量輕,安裝方便。同時,它對電流傳感器的載流導體尺寸和位置要求相對寬松,適應性強。 磁通門電流傳感器具有非接觸式測量、寬頻率范圍、高精度、寬動態(tài)范圍、快速響應和適應性強等優(yōu)點,使其在多種應用領域中得到使用。
霍爾效應是電磁效應的一種,這一現(xiàn)象是美國物理學家霍爾(E.H.Hall,1855—1938)于1879年在研究金屬的導電機制時發(fā)現(xiàn)的。當電流垂直于外磁場通過半導體時,載流子發(fā)生偏轉(zhuǎn),垂直于電流和磁場的方向會產(chǎn)生一附加電場,從而在半導體的兩端產(chǎn)生電勢差,這一現(xiàn)象就是霍爾效應,這個電勢差也被稱為霍爾電勢差。霍爾效應是霍爾電流傳感器的工作原理。霍爾電流傳感器是基于磁平衡式霍爾原理,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強度為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與磁感應強度B的乘積。用電設備都是通過電流傳感器來實現(xiàn)測量、檢測、保護、反饋控制等功能。
電流互感器(currenttransformer, CT)依據(jù)電磁感應原理測量電流,它主要應用于電力系統(tǒng)電流測量和繼電保護系統(tǒng)中,其運行穩(wěn)定性影響測量的準確性和保護裝置動作的可靠性。但是電流互感器只能進行交流電流的測量,磁芯容易受到飽和的影響,并且體積較大,測量頻率較低,價格昂貴。 巨磁阻(GMR)效應在微小磁場測量領域?qū)崿F(xiàn)了巨大的改變,尤其在利用渦流傳感器進行無損檢測方面取得了很大的進展。巨磁阻傳感器具有低功耗、尺寸小、高靈敏度以及頻率與靈敏度的不相關性等特點;其缺點是這類傳感器對外界磁場比較敏感,不是很適合用于復雜電流檢測。自研屏蔽式磁探頭設計,提升了復雜電磁環(huán)境下的抗干擾能力;濟南充電樁檢測電流傳感器設計標準
精度是電流傳感器評估性能的重要指標,它描述了測量結(jié)果與真實值之間的差異。精度越高,測量的電流越準確。上海車規(guī)級電流傳感器價錢
光纖電流傳感器是一種新型的電流傳感器,它以光纖為傳輸介質(zhì),基于法拉第磁光效應來完成對電流的感應。法拉第效應指的是線偏振光傳播過程中,若加一與其傳播方向平行的磁場,則光的振動方向?qū)l(fā)生偏轉(zhuǎn),且其偏轉(zhuǎn)的角度受磁場強度和光穿介質(zhì)長度成正比?;谶@種原理形成的光纖電流傳感器具有易安裝、抗干擾性強、傳輸損耗小等特點,正逐步得到更廣泛的應用。在光纖電流傳感器中,被測電流的導線周圍產(chǎn)生磁場,該磁場使環(huán)繞在光纖上的磁光晶體發(fā)生法拉第效應,即由于磁場變化而引起磁光晶體透過率發(fā)生變化,透過率的變化又直接反映到干涉儀的輸出電壓上,進一步反映出被測電流的變化。光纖電流傳感器精度較低,適合特別大的電流測量的場景。上海車規(guī)級電流傳感器價錢