電流傳感器選型及電路設計
更新時間：2024-01-16 點擊次數：1303
電流傳感器是將被測電流轉換成可用輸出信號的傳感器，按照檢測原理可分為：電阻分流器、電流互感器、霍爾電流傳感器、羅氏線圈電流傳感器、磁通門電流傳感器、光纖電流傳感器等。
電流傳感器主要分類
①電阻分流器：實際就是一個阻值很小的電阻，當有電流通過時，根據歐姆定律，在電阻產生電壓，根據測得電壓值獲知電流大小的一種器件。電阻分流器精度較高，響應速度快，成本低，使用簡單，缺點是器件本身不隔離，而且測量大電流時功耗較大；
②電流互感器（CT）：電流互感器是依據電磁感應原理，將一次側大電流轉換成二次側小電流用來測量和保護的器件，它的一次側繞組匝數很少、線徑粗，一次測串接在需要測量電流的線路中，二次側禁止開路。電流互感器的優點是具有電氣隔離，缺點是只能測量交流電路；③霍爾電流傳感器：包括開環霍爾電流傳感器和閉環霍爾電流傳感器，閉環霍爾電流傳感器將霍爾器件的輸出電壓進行放大，再經電流放大后，使電流通過補償線圈，并令補償線圈產生的磁場與被測電流產生的磁場方向相反，補償原來的磁場，使霍爾器件的輸出逐漸減小，從而使霍爾器件工作在零磁通。開環式霍爾電流傳感器，當原邊電流IP流過一根長導線時，在環形磁芯中產生一磁場，這一磁場的大小與流過導線的電流成正比，產生的磁場聚集在磁環內，通過磁環氣隙中霍爾元件進行測量并放大輸出，其輸出電壓按比例的反映原邊電流。公眾號@電路一點通閉環霍爾電流傳感器比開環的測量精度高，成本也會高一些。從應用角度，電流互感器與霍爾傳感器相同之處在于都需要一次線圈產生磁場。不同之處一方面在于互感器需要變化的磁場，而霍爾傳感器可以是恒定的磁場，因此，前者只能用于交流電流，而后者在交流電流和直流電流場合都可以使用。另一方面在于互感器有鐵芯，而霍爾傳感器沒有鐵芯，前者對于頻率來講是非線性的，后者是線性的，因此前者適用的頻段較窄，一般用于固定頻段，后者頻段較寬。
電流傳感器主要參數與選型
精度：傳感器測量值與實際值的誤差，評定傳感器精度時還需考慮偏移電流、溫度漂移的影響；線性度：線性度決定傳感器輸出信號與輸入信號在測量范圍內成正比的程度；響應時間：一般指輸出信號達到穩定值的90%與輸入信號達到穩定值的90%的時間差；增益G_th：輸出電壓與測量電流的比例關系，單位是mV/A。在進行電流互感器選型時，主要從測量范圍、供電電源、精度、成本、安裝方式等幾方面因素綜合考慮。
典型電流采集電路
