磁电流传感器的种类很多,按照测试原理可以划分为:罗氏(Rogowski)线圈、电流互感器、分流器、巨磁阻效应(GMR)、巨磁阻抗(GMI)各向异性(AMR)、隧道效应(TMR)、光学效应、霍尔效应等等。Rogowski 线圈测量电流的基本原理是电磁感应和安培环路定律,又叫电流测量线圈或者微分电流传感器,如下图所示。根据线圈上的感应电流信号与通过线圈的额电流变化率成正比的顾虑,通过积分还原一次回路电流值。这是一种交流电流的测量方法。Rogowski 线圈不含磁性材料,所以没有磁滞效应和磁饱和现象,测量的范围从数安培到几千安培,结构简单,测量回路与被测电流之间没有直接的关系,具有测量范围广、精度高、稳定性高、响应频率范围宽等优点,可以用来测量交流、直流和瞬态电流,用在继电保护、可控硅整流、变频调速等场合。而霍尔效应传感器和罗氏线圈传感器则适用于中低成本、中低精度的电流测量。芜湖LEM电流传感器厂家直销
这种积分反馈式电流传感器不仅解决了变压器效应引起的测量精度问题,同时拓宽了测量频带。解决了磁通门只能测量低频以及直流的缺点。但是在解决了这一问题的同时,由于引入了另外的两个磁芯增加了功耗,增大了体积。另外检测电路与传统磁通门检测电路相比并没有得到简化。用磁通门信号的其他特性对磁场进行测量的方法还有峰值时间差型磁通门(简 称峰差型磁通门)测量方法,峰差型磁通门需要对磁通门信号的幅值位置变化进行测 量,通过这一变化的时间差值来获得外界被测电流值。峰值时间差法是基于传统磁通门检测的一种测量方法。成都莱姆电流传感器发展现状独特的屏蔽式磁探头设计,提升了复杂电磁环境下的抗干扰能力;
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。
其一次电流线作为被测电流输入端,二次电流线输出端接负载。当一次电流线的安匝数和二次电流线的安匝数不相等时,会在环形磁芯中产生磁通,进而在两个磁通门电路上会产生单调跟随一次电流与二次电流的安匝数之差的电压信号回。当一次电流的安匝数小于二次电流的安匝数时,两个磁通门电路会产生负相的信号,通过放大电路,减小二次电流安匝数;当一次电流线的安匝数大于二次电流线 的安匝数时,两个磁通门电路会产生正相的信号,通过放大电路,增大二次电流安匝数。从而形成一个动态的平衡,使二次电流线的安匝数等于一次电流线的安匝数。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。
随着近几年软磁材料的发展和电子元件的成本降低,使得磁通门电流传感器更加经济,可以和霍尔电流传感器进行媲美。与此同时,对于直流电流的检测,磁通门电流传感器相比霍尔电流传感器,性能具有更加优越的性能。磁通门工作在磁芯交替饱和的状态,能够很好地抑制磁场的偏移,使得温漂和零漂减小。电流的准确测量通常需要电流穿过一个封闭的磁回路,这种形式通常使用分裂夹式装置,但这种装置只适合用于测量单独的导线,而无法测量PCB上的电流踪迹。英国TTI公司2013年上市的I-Prober520电流量测探头是一款紧凑型手握式探头,这种探头与示波器同时使用。通过摆放探测器的绝缘探头用于PCB板电流的追踪,位于PCB板上的电流踪迹即被观察并检测到。这款电流探测器基于磁通门闭环原理,无需破坏电路结构,只需将测量探头摆放至被测导线上即可测量到电流。该探头可测量峰值10mA至20A动态范围;可测量频率带宽为DC到5MHz。根据磁芯不同的结构,平行型磁通门传感器可分为单棒型、双棒型、管型、环型。合肥纳吉伏电流传感器案例
磁通门电流传感器宽带特性好,可测量不同频率下的被测电流。芜湖LEM电流传感器厂家直销
磁芯的材料影响测量误差,不同的磁芯材料所能承受的环境温度不同。磁芯的参数影响电流的大小、响应时间等。因此,磁芯材料与参数的选择至关重要。下面对磁芯材料的选取要求与各个参数的影响进行分析。(1)较高磁导率的软磁材料。磁导率反映缠绕绕组的磁芯在通入电流后的导磁能力;磁导率越高,导磁能力越好。为了提高磁通门传感器的灵敏度,需选择高磁导率磁芯。这是因为选择高磁导率磁芯使磁芯两端的电压幅值更大,从而对小电流更敏感。然而,选择过高磁导率的软磁材料,会影响磁芯探头的稳定性。因此,尽可能的选择较高磁导率的软磁材料,这样在保证灵敏度的同时保证了磁芯探头的稳定性。(2)低磁滞伸缩性的磁芯材料。磁性物质受磁场的影响发生弹性形变,这种现象被称为磁滞伸缩效应。选择低磁致伸缩性的磁芯材料可使磁芯的磁性性能更佳,进而减少了磁通门传感器的相对误差。(3)最高工作温度。在磁芯材料的选择方面,必须满足高温工作状况的要求,选择居里温度点高的磁芯材料。(4)低矫顽力的磁芯材料。因磁芯的矫顽力越大导致磁滞回线的面积增大,而磁芯磁滞回线的面积反应磁滞损耗的大小,因此选择HC较小的磁芯,减少磁滞损耗。芜湖LEM电流传感器厂家直销