在任何过程中,电量的测量对于监控、分析和控制系统都是必不可少的。要执行这些类型的测量,必须使用电流传感器。除非可以测量,否则无法管理物理量。让我们深入了解电流传感器的行为。
电流传感器
电流传感器是将电流信号转换为另一个可分析信号的设备。要测量的信号称为“初级电流”,而输出信号称为“次级电流或电压”。一个信号是用于电子板、ADC 和其他模拟仪表的信号。由于存在不同的测量技术,并且初级电流可能因波形、脉冲类型、隔离和电流强度而异,因此市场提供了多种电流传感器。如图 1 所示,常见的电流传感器分为两类:
根据“分流器”的工作原理,类应用欧姆定律 ( V = R × I )。
第二类使用安培定律(I = ∮ H × ds)并使用磁场来测量电流。
图 1:不同的电流测量方法
欧姆定律适用于分流测量,公式为V = R × I。在实践中,分流器是具有已知欧姆值的稳健电阻器。当电流通过分流器时,产生的电压与该电流成正比。利用这个原理,对于不太高的电流,我们可以准确地获得交流和直流电流。另一方面,当电流上升并超过 100 A 时,会产生过多的热量,测量系统可能会变得无效和关键。
霍尔效应电流传感器可用于克服这些限制。为霍尔探头供电会施加垂直于表面的磁场并产生与磁场强度成比例的电压。然后可以使用安培定律计算流过导体的电流量。霍尔电流传感器使用磁芯将磁场集中在探头所在的气隙中。输出电压与磁场成正比,而磁场又与初级电流成正比。电流传感器的性能取决于开环霍尔探头的性能。为了提高线性度和减少温度偏移的漂移,实现了闭路原理,
另一种电流传感器以磁电阻器为代表,其中电阻器的值与磁场成比例变化。这些电流传感器通常比霍尔效应更准确,但由于气隙而存在灵敏度限制。然而,设备必须确保高效和准确的测量,具有非常高的检测质量、极其平坦的频率响应和出色的直流稳定性。