电流传感器的工作原理

　　电流传感器的简介

　　电流传感器，可定义为：以一定的**度把某种电流转换为与之有确定对应关系的、便于应用的另一种电流的测量装置”。

　　电流传感器，可以分为传统电流传感器与新型电流传感器。

　　传统电流传感器就是指电流互感器，包括测量用电流互感器和保护用电流互感器。电流互感器与电流变换器相配合，能提供智能化仪表所需要的标准信号。

　　新型电流传感器包括霍尔电流传感器、光电电流传感器、罗柯夫斯基电流传感器等。

　　与传统电流传感器相比较，新型电流互感器没有铁磁饱和，传输频带宽，具有优良的抗干性能，其二次容量小、尺寸小、重量轻、是以后电流传感器的发展方向。湿度传感器探头, ,不锈钢电热管 PT100传感器, ,铸铝加热器,加热圈  流体电磁阀

　　伴随着城市人口和建设规模的扩大，各种用电设备的增多，用电量越来越大，城市的供电设备经常超负荷运转，用电环境变得越来越恶劣，对电源的“考验”越来越严重。据统计，每天，用电设备都要遭受120次左右各种的电源问题的侵扰，电子设备故障的60%来自电源[7]。因此，电源问题的重要性日益凸显出来。原先作为配角，资金投入较少的电源越来越受到厂商和研究人员的重视，电源技术遂发展成为一门崭新的技术。

　　电流传感器的工作原理

　电流传感器的工作原理　信瑞达szxrtd系列电量变送器的电路结构一般可分为分立元件(**代，如早期的FS系列变送器)、小规模集成电路(**代，如改进后的FS系列变送器)、ASIC电路(第三代，如FP、GP系列变送器)。其中分立元件的变送器由于稳定性、可靠性差已逐步淘汰，目前大量使用的为**代、第三代电路。由于ASIC电路(第三代)具有与前二代电路无可比拟的优点，得到越来越广泛的应用，在这里作一简单介绍。

　　ASIC是“特制集成电路”的英文缩写，它是八十年代末迅速发展起来的一项高技术产品。从设计思想、研制 手段，直到测试方法，使与传统的通用集成电路有质的区别，是将超大规模集成电路(VLSI)的工艺技术、计算机辅助设计(CAD)、自动测试技术(ATE)三者结合的丰硕成果。应用在变送器上，即为变送器专用厚膜电路。ASIC电路的变送器把变送器的转换电路和输出电路(即大部分电子电路)全部集成到一块定制的芯片上，大大减少了元器件的数量，整个变送器仅有CT、PT、电源、大电容、ASIC芯片等少数几个器件，从而可大大提高整个变送器的可靠性和长期稳定性。

　　霍尔原理电流传感器是基于霍尔磁平衡原理(闭环)和霍尔直测式(开环)两种基本原理，两种原理形式如下：

　　计算公式：原边电流IP产生的磁通被高品质磁芯聚集在磁路中，霍尔元件固定在很小的气隙中，对磁通进行线性检测，霍尔器件输出的霍尔电压经过特殊电路处理后，副边输出与原边波形一致的跟随输出电压，此电压能够**反映原边电流的变化。

　　电流传感器的特性参数

　　三、电流传感器主要特性参数

　　1、标准额定值IPN和额定输出电流ISN

　　IPN指电流传感器所能测试的标准额定值，用有效值表示(A.r.m.s)，IPN的大小与传感器产品的型号有关。

　　ISN指电流传感器额定输出电流，一般为100~400mA，某些型号可能会有所不同。

　　2、传感器供电电压VA

　　VA指电流传感器的供电电压，它必须在传感器所规定的范围内。超过此范围，传感器不能正常工作或可靠性降低，另外，传感器的供电电压VA又分为正极供电电压VA+和负极供电电压VA-。

　　3、测量范围Ipmax

　　测量范围指电流传感器可测量的*大电流值，测量范围一般高于标准额定值IPN。测量范围可用下式计算：

　　(2)要注意单相供电的传感器，其供电电压VAmin是双相供电电压VAmin的2倍，所以其测量范围要高于双相供电的传感器。

　　4、过载

　　电流传感器的过载能力参见图2。发生电流过载时，在测量范围之外，原边电流仍会增加，而且过载电流的持续时间可能很短，而过载值有可能超过传感器的允许值，过载电流值传感器一般测量不出来，但不会对传感器造成损坏。

　　5、精度

　　霍尔效应传感器的精度取决于标准额定电流IPN。在+25℃时，传感器测量精度受原边电流影响的曲线如图3所示，使用下面公式可计算出精度：

　　其中，K=NS/NP。

　　计算精度时必须考虑偏移电流、线性度、温度漂移的影响。

　　(1). 偏移电流ISO

　　偏移电流也叫残余电流或剩余电流，它主要是由霍尔元件或电子电路中运算放大器工作状态不稳造成的。电流传感器在生产时，在25℃，IP=0时的情况下，偏移电流已调至*小，但传感器在离开生产线时，都会产生一定大小的偏移电流。产品技术文档中提到的精度已考虑了偏移电流增加的影响。

　　(2). 线性度

　　参见图4，线性度决定了传感器输出信号(副边电流IS)与输入信号(原边电流IP)在测量范围内成正比 的程度，ABB公司的电流传感器线性度要优于0.1%。

　　(3). 温度漂移

　　偏移电流ISO是在25℃时计算出来的，当霍尔电极周边环境温度变化时，ISO会产生变化。因此，考虑偏移电流ISO的*大变化是很重要的，这可以通过下式计算：

　　其中，CV(Catalogue value)是指电流传感器性能表中的温度漂移值，例如：对CS2000BR型来说，CV为0.5×10-4/℃，*大温度Tmax为-40℃，额定输出电流为400mA，则偏移电流的*大变化为：Ma