電流傳感器
一、簡介
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(biāo)準(zhǔn)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。
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(fēng)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。
二、分類
電流傳感器依據(jù)測量原理不同,主要可分為:分流器、電磁式電流互感器、電子式電流互感器等。
電子式電流互感器包括霍爾電流傳感器、羅柯夫斯基電流傳感器及專用于變頻電量測量的AnyWay變頻功率傳感器(可用于電壓、電流和功率測量)等。
與電磁式電流傳感器相比較,電子式電流互感器沒有鐵磁飽和,傳輸頻帶寬,二次負(fù)荷容量小、尺寸小、重量輕、是今后電流傳感器的發(fā)展方向。
光纖電流傳感器是以法拉第磁光效應(yīng)為基礎(chǔ)、以光纖為介質(zhì)的新型電流傳感器。
三、工作原理
霍爾原理電流傳感器是基于霍爾磁平衡原理(閉環(huán))和霍爾直測式(開環(huán))兩種基本原理。
開環(huán)電流傳感器的原理:原邊電流IP產(chǎn)生的磁通被高品質(zhì)磁芯聚集在磁路中,霍爾元件固定在很小的氣隙中,對磁通進(jìn)行線性檢測,霍爾器件輸出的霍爾電壓經(jīng)過特殊電路處理后,副邊輸出與原邊波形一致的跟隨輸出電壓,此電壓能夠準(zhǔn)確反映原邊電流的變化。
四、技術(shù)參數(shù)
標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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100~400mA,某些型號可能會有所不同。
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又分為正極供電電壓VA+和負(fù)極供電電壓VA-。
測量范圍Ipmax
測量范圍指電流傳感器可測量的***大電流值,測量范圍一般高于標(biāo)準(zhǔn)額定值IPN。測量范圍可用下式計算:
(2)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,所以其測量范圍要高于雙相供電的傳感器。
過載
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。
精度
計算精度時須***考慮偏移電流、線性度、溫度漂移的影響。
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(yùn)算放大器工作狀態(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***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。
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,ABB公司的電流傳感器線性度要優(yōu)于0.1%。
溫度漂移
偏移電流ISO是在25℃時計算出來的,當(dāng)霍爾電極周邊環(huán)境溫度變化時,ISO會產(chǎn)生變化。
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