雙向飽和式磁通門(Bidirectional Saturation Fluxgate)原理是利用記錄激勵電流使磁芯到達磁感應(yīng)強度為零時的電流值作為傳感器輸出信號。由于磁芯的磁導(dǎo)率遠遠高于空氣磁導(dǎo)率,穿過磁芯中心的初級線圈中流過的初級電流產(chǎn)生的磁場會聚集到磁芯中,因此會使磁芯達到飽和狀態(tài)。次級線圈M匝圍繞在環(huán)形磁芯上,由一個全橋逆變電路產(chǎn)生的次級電流Is產(chǎn)生的次級磁場強度Hs與初級磁場強度Hp共同決定。雙向飽和磁通門是一種特殊的磁性器件,其中主要的結(jié)構(gòu)采用坡莫合金或非晶材料制作,具有雙向磁特性。這種磁通門具有兩個線圈,當(dāng)兩個線圈分別加上正弦波形的電壓時,將產(chǎn)生正弦波形的感應(yīng)電壓。然而,當(dāng)電壓過零點時,由于磁通門具有雙向磁特性,因此其中一個線圈的磁性將會反轉(zhuǎn),從而使得該線圈的感應(yīng)電壓過零點對稱軸發(fā)生偏移,產(chǎn)生一個非正弦波形電壓。 雙向飽和磁通門具有許多優(yōu)點,如響應(yīng)速度快、線性度好、抗干擾能力強、工作頻率高等,因此在許多領(lǐng)域中得到了非常多的應(yīng)用,例如電力系統(tǒng)的無功補償、電力系統(tǒng)的諧波治理、電機控制、大功率電磁設(shè)備保護等。將一次電流中的直流和交流分量分通道單獨檢測研制了四鐵芯六繞組交直流電流比較儀。九江零磁通電流傳感器案例
隨著近幾年軟磁材料的發(fā)展和電子元件的成本降低,使得磁通門電流傳感器更加經(jīng)濟,可以和霍爾電流傳感器進行媲美。與此同時,對于直流電流的檢測,磁通門電流傳感器相比霍爾電流傳感器,性能具有更加優(yōu)越的性能。磁通門工作在磁芯交替飽和的狀態(tài),能夠很好地抑制磁場的偏移,使得溫漂和零漂減小。電流的準(zhǔn)確測量通常需要電流穿過一個封閉的磁回路,這種形式通常使用分裂夾式裝置,但這種裝置只適合用于測量單獨的導(dǎo)線,而無法測量PCB上的電流蹤跡。英國TTI公司2013年上市的I-Prober520電流量測探頭是一款緊湊型手握式探頭,這種探頭與示波器同時使用。通過擺放探測器的絕緣探頭用于PCB板電流的追蹤,位于PCB板上的電流蹤跡即被觀察并檢測到。這款電流探測器基于磁通門閉環(huán)原理,無需破壞電路結(jié)構(gòu),只需將測量探頭擺放至被測導(dǎo)線上即可測量到電流。該探頭可測量峰值10mA至20A動態(tài)范圍;可測量頻率帶寬為DC到5MHz。長沙零磁通電流傳感器案例磁通門電流傳感器由于其寬頻響特性,可以滿足這些應(yīng)用的需求。
積分反饋式電流傳感器主要基于激勵線圈感應(yīng)電流的積分值反饋控制次級電流值,然后在磁芯中形成零磁通狀態(tài),測量此時的電流值Is與匝數(shù)Ns的乘積即為被測電流值。為了使磁芯工作在零磁通狀態(tài),電流傳感器中加入了次級線 圈并且此線圈必須通入一個合適的電流以保證磁芯的零磁通狀態(tài),而這個值與被測電流有關(guān)。磁芯零磁通狀態(tài)是通過飽和電感的電感值來體現(xiàn)的。當(dāng)無外界電流時,通過飽和電感的電流積分值為零。在這種情況下,如果在激勵線圈上加載一個對稱的交流方波電壓,那么激勵線圈中的電流將會產(chǎn)生對稱的交流電。而當(dāng)存在外界電流時,同樣加載交流方波電壓,此時激勵線圈產(chǎn)生的電流不再對稱,這一電流變化主要取決于被測 電流的值及其方向。
電流傳感器的工作原理有多種,其中一種是通過分流器來工作的。分流器其實是一個具有已知歐姆值的電阻器。當(dāng)電流通過分流器時,就會在分流器上產(chǎn)生一個電壓,這個電壓與通過的分流器的電流成正比。這就是歐姆定律的應(yīng)用,即電壓等于電阻乘以電流。利用這個原理,我們可以準(zhǔn)確地測量交流和直流電流。 另外一種測量電流的方法是使用磁場?;魻栃?yīng)電流傳感器就是利用磁場來測量電流的一種設(shè)備。當(dāng)電流通過一個導(dǎo)體時,會產(chǎn)生一個垂直于導(dǎo)體表面的磁場,這個磁場會產(chǎn)生一個與磁場強度成比例的電壓。這個電壓可以使用安培定律來計算流過導(dǎo)體的電流量。 電流傳感器的種類很多,有不同的測量技術(shù),初級電流也會因波形、脈沖類型、隔離和電流強度等因素而有所不同。所以在市場上有很多不同類型的電流傳感器可供選擇。在選擇使用電流傳感器時,需要根據(jù)實際的應(yīng)用需求和條件來選擇適合的電流傳感器。磁通門電流傳感器也可以用于測量脈沖電流,監(jiān)測和控制脈沖電流的狀態(tài)。
電流傳感器技術(shù)方案差異分析隨著電力電子技術(shù)應(yīng)用的逐步發(fā)展,人們對電流傳感器的性能提出了更高的要求,所以電流傳感器迅速發(fā)展起來。為了滿足電流傳感器在不同領(lǐng)域中的技術(shù)需求,產(chǎn)業(yè)界開發(fā)出了各種類型電流傳感器,如霍爾電流傳感器、羅氏線圈、巨磁阻電流傳感器、電流互感器、分流電阻以及磁通門電流傳感器等。小編在7月份在無錫納吉伏公司的網(wǎng)站上對這些不同電流傳感器的技術(shù)路線差異進行了初步分析分析,下面詳細介紹上述幾種常見的電流傳感器。
霍爾效應(yīng)傳感器是基于霍爾效應(yīng)的磁場傳感器。它是一種隔離的非侵入式設(shè) 備,可同時應(yīng)用于直流和交流電流檢測,通常高達數(shù)百千赫茲。由于其簡單的結(jié)構(gòu),與微電子器件的兼容性,霍爾器件可以單片集成到完全集成的磁傳感器中?;魻杺鞲衅骺梢允褂贸R?guī)的CMOS技術(shù)制造。但是,它通常比電流互感器或Rogowski傳感器昂貴。盡管霍爾傳感器可以測量直流電流,但由于鐵芯飽和,霍爾傳感器通常具有有限的峰值電流,并且具有有限的帶寬(<1MHz)。另外,它對外部磁場非常敏感,霍爾傳感器的溫度穩(wěn)定性和時間穩(wěn)定性非常不好。霍爾效應(yīng)傳感器主要在閉環(huán)模式下工作,以實現(xiàn)更高的精度和更寬的動態(tài)范圍。 由于霍爾效應(yīng)傳感器的輸出信號與被測電流成正比,因此它可以用于測量直流或交流電流。嘉興交直流電流傳感器現(xiàn)貨
在磁通門傳感器的設(shè)計中,通常會采用一個激勵磁場,這個磁場會持續(xù)振蕩,從而可以等效為消磁磁場。九江零磁通電流傳感器案例
當(dāng)有電流流經(jīng)一次繞組時,根據(jù)電流和磁通量的單調(diào)線性跟隨關(guān)系,一次電流會在環(huán)形磁芯內(nèi)產(chǎn)生一個與其高度相關(guān)的電流磁通量,磁通門傳感器的兩組激勵繞組會根據(jù)這一磁通量各自產(chǎn)生相應(yīng)的感應(yīng)信號并輸出到與其相連接的磁通門電路。磁通門電路再將這一感應(yīng)信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘柌⒔?jīng)過疊加后 輸出到放大電路,經(jīng)放大電路放大后在二次電流線中產(chǎn)生二次電流,此二次電流會在環(huán)形磁芯產(chǎn)生與 其高度相關(guān)的二次電流磁通量,該二次電流磁通量與一次電流磁通量方向相反,然后實現(xiàn)一次電流磁通量與二次電流磁通量之和為零,使一次電流的安匝比等于二次電流的安匝比。九江零磁通電流傳感器案例