电流传感器测量原理的实现依赖于结构的设计,现有磁通门的结构一般包括标准型磁通门电流传感器结构,双磁芯型及三磁芯型结构。但是现有这些磁通门结构并不能实现高温环境下复杂电流波形的测量。标准磁通门电流传感器实际与闭环霍尔电流传感器结构相似,由相同带缝隙的磁路和用来得到零磁通的次级线圈构成,霍尔电流传感器与磁通门电流传感器主要的区别在于气隙磁场检测方式的不同:前者是通过一个霍尔元件获得电压信息进而得到被测电流;后者则是通过一个所谓的饱和电感来测量电流的。无锡纳吉伏利用高磁导率铁芯在交变磁场的饱和激励下交替饱和的机理。郑州板载式电流传感器
磁平衡式霍尔电流传感器是依据磁场平衡原理工作的。原边电流 在聚磁环处所产生的磁场,使得霍尔元件上产生电压偏差;电压信号传递给放大器后,经过放大的电流信号输送给次级线圈,在次级线圈上感应出的电流所产生的磁场,方向与原边磁场相反。经过反复调整放大器输出电压, 原边产生的磁场与次级线圈产生的磁场在气隙处互相抵消,从而使得半导体薄片处于零磁通的环境中。达到这种平衡状态以后,检测放大器输出电流,推算得到原边回路电流值。磁平衡式霍尔电流传感器的优点是精度高、响应时间快、温漂小、线性度好及抗干扰能力强。缺点是测量范围较固定,成本、能耗较高。无锡粒子加速器电流传感器厂家电流传感器的主要技术指标有:额定电流、交流电流、供电电压、带宽、精度等。
当被测电流为低频交流电时,激磁电路的工作过程要比被测电流为直流电时的情况要更复杂,所以很难求出被测电流的数学表达式。其主要原因在于:当被测电流为交流电流时,每一个激磁电流产生的周期之内磁芯达到正负磁饱和的时间不确定,而是与被测交流的瞬时值大小有关系;尤其是当被测电流为非正弦复杂波形时,更加难以得到被测电流的瞬时测量值。但是,在被测电流频率比激磁频率低得多的情况下,可通过被测电流为直流电时得出的 结论对低频交流电进行分析。由于被测电流信号与激磁电流信号相比变化缓慢得多,这时,可以假设在每个激磁周期T内被测电流的幅值基本保持不变。因此,可以将被测低频交流电当作是持续时间很短的直流电流的叠加。
传统磁通门电流传感器常用偶次谐波检测法来检测被测电流值。具体的数学模型以及测量均通过在环形磁芯上环绕激磁绕组和感应绕组来实现。偶次谐波检测法是磁通门传感器检测方法中非常直白,非常简单也是较为原始的测量方法,这一方法原理简单,易于理解。但是由于在提取偶次谐波过程中需要进行选频放大、相敏整流以及积分环节,检测电路复杂,精度较低,温漂较大。对于工业应用来说,偶次谐波解调电路具有复杂性,同时受到磁材料的工业性能限制,使用这种传感器费用较高。因此为改善磁通门技术的现状,吉林大学提出了时间差型磁通门,该方法有可能解决现有磁通门分辨力、测量精度难以继续提高的问题,是磁通门研究中一个值得重视的方向;Velasco-Quesada等提出了零磁通反馈式磁通门,使磁芯工作在零磁通状态下,有效减小磁滞对测量的影响;Takahiro Kudo等给出了一种通过测量输出信号峰值位置变化的方法得到被测电流的。电流传感器作为传感器工业的组成部分之一,其规模体量占比在1.5%左右。
开环霍尔与闭环霍尔的比较:带宽不同,气隙处的磁场始终在零磁通附近变化,由于磁场变化幅度非常小,变化幅度小,变化的频率可以更快,因此,闭环式霍尔电流传感器具有很快的响应时间。实际的闭环式霍尔电流传感器带宽通常可以达到100kHz以上。而开环式霍尔电流传感器的带宽通常较窄,带宽在3kHz左右。 精度不同,开环式霍尔电流传感器副边输出与磁芯气隙处的磁感应强度成正比,而磁芯由高导磁材料制作而成,非线性和磁滞效应是所有高导磁材料的固有特点,因此,开环式霍尔电流传感器一般线性度角差,且原边信号在上升和下降过程中副边输出会有不同。开环式霍尔电流传感器精度通常劣于1%。闭环式霍尔电流传感器由于工作在零磁通状态,磁芯的非线性及磁滞效应不对输出造成影响,可以获得较好的线性度和较高的精度。闭环式霍尔电流传感器精度一般可达0.2%。 开环霍尔和闭环霍尔都存在磁饱和问题,开环问题表现比较直接,当原边电流过大时,磁场强度超过了磁化曲线的正常工作范围,就会发生磁饱和;闭环霍尔在零磁场下工作,但遇到非正常情况也会出现磁饱和,简单说当副边线圈未供电或者原边电流过大时,磁饱和会发生。灵敏度:是电流传感器对于电流变化的响应度。温州化成分容电流传感器价钱
零磁通传感器可以提供更高的测量精度,同时可以测量直流和交流信号,适用于高精度功率测量;郑州板载式电流传感器
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