電流傳感器詳細介紹

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準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。是傳感器的一種分類,其主要信號源是采集信號的電流大小!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!

　　電流傳感器也稱磁傳感器，可以在家用電器、智能電網(wǎng)、電動車、風力發(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。

工作原理：

電流變送器的工作原理主要是霍爾效應(yīng)原理。霍爾效應(yīng)是電磁效應(yīng)的一種，這一現(xiàn)象是美國物理學家霍爾(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(yīng)，這個電勢差也被稱為霍爾電勢差。霍爾效應(yīng)使用左手定則判斷。

　　以零磁通閉環(huán)產(chǎn)品原理為例:

　　1、當原邊導線經(jīng)過電流傳感器時,原邊電流 IP 會產(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)電子電路可把這個微小的信號轉(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 10~400mA。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電壓輸出信號。

　　2、傳感器供電電壓 VA VA 指電流傳感器的供電電壓,它須在傳感器所規(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ji供 電壓 VA+和負ji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準額定值 IPN。

主要特性參數(shù)：

　　1、標準額定值 IPN 和額定輸出電流

　　ISN IPN 指電流傳感器所能測試的標準額定值,用有效值表示(A.r.m.s),IPN 的大 小與傳感器產(chǎn)品的型號有關(guān)。 ISN 指電流傳感器額定輸出電流,一般為 10~400mA,當然根據(jù)某些型號具體可能會有所不同。

　　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算放大 其工作狀態(tài)不穩(wěn)造成的。電流傳感器在生產(chǎn)時,在 25℃,IP=0 時的情況下,偏移電流已調(diào)至最小,但傳感器在離開生產(chǎn)線時,都會產(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(副邊電流 IS)與輸入信號(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℃時計算出來的,當霍爾電極周邊環(huán)境溫度變化時,ISO 會產(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,在測量范圍之外,原邊電流仍會增 加,而且過載電流的持續(xù)時間可能很短,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,但不會對傳感器造成損壞。

　　6、精度

　　霍爾效應(yīng)傳感器的精度取決于標準額定電流 IPN。在+25℃時,傳感器測量精度 與原邊電流有一定影響,同時評定傳感器精度時還需考慮偏移電流,線性度, 溫度漂移的影響。

　　應(yīng)用領(lǐng)域：

　　電流傳感器應(yīng)用于風力發(fā)電：風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。其蘊量巨大，全球的風能約為2。74×109GW，其中可利用的風能為2×107GW，比地球上可開發(fā)利用的水能總量還要大10倍。風很早就被人們利用--主要是通過風車來抽水、磨面等，而新世紀，人們感興趣的是如何利用風來發(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 。