电流传感器经典原理及现代应用

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1、电流传感器电流传感器的经典原理以及现代应用1 1电流传感器的原理 工作原理主要是霍尔效应原理 (以零磁通闭环产品原理为例) 当原边导线经过电流传感器时，原边电流IP会产 生磁力线，原边磁力线集中在磁芯气隙周围，内 置在磁芯气隙中的霍尔电片可产生和原边磁力线 成正比的，大小仅为几毫伏的感应电压，通过后 续电子电路可把这个微小的信号转变成副边电流 IS，并存在以下关系式：IS* NS= IP*NP 2 2IS* NS= IP*NP IS副边电流； IP原边电流； NP原边线圈匝数； NS副边线圈匝数； NP/NS匝数比，一般取NP=1。 注意:电流传感器的输出信号是副边电流IS，它与输 入信号（原

2、边电流IP）成正比.IS一般很小，只有 10400mA。如果输出电流经过测量电阻RM，则 可以得到一个与原边电流成正比的大小为几伏的 电压输出信号。 3 3电流传感器主要特性参数 1.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.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- 。 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，所以其测量范围要相供 高于双电的传感器。 4 42.标准额定值IPN和额定输出电流 ISN 标准额定值IPN和额定输出电流ISN IPN指电

3、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10400mA，当然根据某些型号具体可能 会有所不同。 测量范围Ipmax指电流传感器可测量的最大电流 值，测量范围一般高于标准额定值IPN。5 53.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 ，偏移电流已调至最小，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。 6 64.

4、线性度 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。 7 75.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的最大变化是很重要的 ，其中，IOT是指电流传感器性能表中的温度漂 移值。 8 86.过载 电流传感器的过载能力是指: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。 9 97.精度 霍尔效应传感器的精度取决于标准额定电流IPN

5、 。 在+25时，传感器测量精度与原边电流有一定 影响，同时评定传感器精度时还必须考虑偏移电 流、线性度、温度漂移的影响。 1010电流传感器的发展 原来的非接触式电流传 感器大致有3种结构 1图所示为以霍尔元件作为 磁场检测元件设置在铁 芯的间隙内。 2图所示为在铁芯的间隙内 设置霍尔元件，而在铁 芯上设置反馈线圈。 3图所示为在铁芯的间隙内 设置磁一光效应元件(应 用法拉第效应的元件)， 用作磁场检测元件。 1111上述3种结构模式的缺点 例l中元件的温度特性不佳，输出均匀性较差，因 而电流检测精度不高。再者，此种传感器极易受 漂移的影响稍微受点漂移影响就难以测量含直 流成分的电流。 例2

6、虽可解决例1中出现问题，但要精密测量线圈 中流过的电流还必须排除外界干扰因索，如果受 到感应噪声等因素的影响，也就难以实现精密测 量。特别是电流传感器的传感部和控制电流传感 器信号的控制部之间的距离长，付出的代价就更 高。 例3由于其控制部的信号只用光传送，噪声虽低 但漂移的影响却不小因而也不能测量含直流 成分的电流。 1212CSN系列霍尔效应电流传感器 CSN系列霍尔效应电流传感器可用于监测直流或 交流电流。这一系列的产品包括可调节线性、零 点平衡、数字以及线性电流传感器。 CSN系列磁阻电流传感器使用了ASIC (专用集成 电路) 和霍尼韦尔磁阻式(MR)传感器，温度漂移 极低，因此其测

7、量结果稳定、重复性好且精度很 高。 最佳使用环境:开关电流传感器可引发报警器，启 动发动机，打开阀门或关闭机泵。线性传感器的 输出与所监测电流的波形一致，可以作为反馈元 件来控制发动机或调节机械使之保持正常的工作 状态。 1313CNS典型应用以及市场价格 变速发动机 汽车诊断（battery drain检测器） 接地故障检测 发动机过载保护 电焊机的电流监控 功率半导体器件的防 护 控制系统诊断 价格:10元/只1414霍尔电流传感器SM SM系列电流传感器是新一代电流传感器，能在电 隔离条件下测量直流、交流、脉冲以及各种不规 则的电流，能确保测量准确，具有反应速度快、 过载能力强、温度特性

8、好、输出连续可调、性能 稳定等优点。高技术含量，规模生产低价格、高 品质. SM霍尔电流传感器选型：包括SMLxxDC线性直 流电流传感器；SMLxxAC线性交流电流传感器； SMD开关型电流传感器；SM-B单电源电流传感 器；SMN电流输出型电流传感器；SML00AC交 流漏电流传感器；SML00DC直流漏电流传感器； SM小电流传感器，包括微安级电流传感器，SM 万安培电流传感器，SM3三相组合电流传感器， 非霍尔电流传感器系列。 1515SM电流传感器的特点 精度高，线性度好，性能稳定。 单电源供电，使用更方便 各种规格型号齐全，外形尺寸多样 高品质 规模生产 价格低廉商标 SM 产品型

9、号 SML/SMD/SMN 价格 15-100 元1616SM电流传感器主要参数 隔离电压：3.5KV-40KV 电源：单电源5-24VDC， 或者9-15VDC，或者 220VAC 精度等级：0.2，0.5，1 输出：直流电压05VDC 或者跟踪输出（与输入波 形一致） 量程范围：10uA100KA 。制造厂家:南京三盟科技 有限公司 1717交流电量隔离传感器 用途： * 各种低压互感器、仪用互感器和电量变送器 * 高速、高精度的模拟信号隔离采集传感器 * 性能价格比高的隔离放大器和电量隔离转换器 * 模拟信号的高精度隔离传输驱动器和接收器 * 压力、温度等非电量传感器的配套变送器 * 各

10、种电信号的调理变送器 * 电压、电流信号监测用越限报警传感器 * 特殊环境需求信号变换器 1818产品功能描述 线性测量范围： 0120 标称输入 频响 25Hz-5KHz 过载能力： 电流穿心输入 30倍标称值，持续5秒， 电流接线输入10倍标称值 ，持续5秒电压输入2倍标 称值，可持续， 隔离电压： 2.5kVDC,1 分钟 额定环境温度： 050 平均无故障工作时间： 5万小时 制造厂家：ColliHigh 1919电流传感器 NT100-S 产品介绍 NT100S型电流传感 器利用霍尔效应，采 用磁补偿原理，通过 霍尔元件实现对直流 、交流及脉冲电流的 电隔离测量，测量电 流正比于被测

11、电流。 产品特征 重量 110g 制造厂家：TEG2020产品功能描述电参数: 测定被测电流IN 100Arms 测量范围 0200A（电流电压12V，测量电阻 Rmax25）；0200A（电流电压18V，测 量电阻Rmax50） 过载能力 200A-3min/h；2000A-3s/h 匝数比 1：1000 测量电流IM 额定值100mA,对应原边100A电流； 最大值200mA,对应原边200A电流 精度（-25+70） 1%IN包括 当原边电流为零时，失调电流最大值0.4mA 温度漂移 低于10-4xIN/ 线性度 优于0.1%IN 2121 响应时间 s dI/dt 50A/s 绝缘电压

12、 原边与副边电路+接地及屏蔽层之间： 5kVrms/50Hz/1min 副边电路： 1.连接方式 3个6.30.8mm接插件 2.内部电阻 25（内部电压降：2.5V/100A） 3.电流损耗 30mA(无载电流)+IM（测量电流） 通用数据： 1.内部数据 采用绝缘阻燃自熄塑料外壳 2.安装方式 底板上有4个4.5的安装孔, 孔6638 mm 3.工作温度 0+70 存储温度 -25+85 4.电源需求 电压 12V18V （10%） 2222电流传感器 TQG6B 产品介绍 TQG6B电流传感器适 用于直交流及脉冲等 大电流的隔离精确测 量，具有精度高、线 性度好、结构紧凑和 安装方便等优

13、点。 产品特征 重量 1kg 制造厂家：TEG2323产品功能描述 额定测量电流 500Arms 过载能力 800A-5min/h(电源电 压15V,测量 电阻RMmax10;1000A-2min/h(电源电压 24V,测量电阻RMmax25 匝数比 1：5000 测量电流 100mA/500A 测量精度 1%IN 失调电流 0.25mA（25） 电参数: 2424 线性度 优于0.2%IN（25） 绝缘电压 一次侧回路与二次侧回路 7kVrms/50Hz/1min 电流损耗 （30mA5mA)+IM 工作温度 -2570 电源需求 电压 15(110%)V24 (110%)V2525电流传感

14、器 TA1000-T TA1000-T型电流传感 器利用霍尔效应，采 用磁补偿原理，通过 霍尔元件实现对直流 、交流及脉冲电流的 电隔离测量，测量电 流正比于被测电流。 产品特征 重量 3kg 制造厂家：TEG2626产品功能描述电参数： 测定被测电流IN 1000Arms 测量范围 01500A（电流电压15V，测量电阻 Rmax10） 过载能力 1500A-3min/h（电流电压15V，测量电 阻Rmax3）；1800A-2min/h（电流电压24V， 测量电阻Rmax18） 匝数比 1：5000 测量电流IM 额定值200mA,对应原边1000A电流； 最大值360mA,对应原边1800

15、A电流 精度（-25+70） 0.5%IN包括；当原边电流 为零时，失调电流最大值0.4mA 温度漂移 低于10-4xIN/ 线性度 优于0.1%IN 2727 响应时间 s dI/dt 50A/s 绝缘电压 原边与副边电路+接地及屏蔽层之间： 6kVrms/50Hz/1min 副边电路： 1.连接方式 X14型4芯插头座 2.内部电阻 40（内部电压降：0.8V/100A） 3.电源电压 15V24V （10%） 4.电流损耗 60mA(无载电流)+IM（测量电流） 通用数据： 1.内部数据 采用绝缘阻燃自熄塑料外壳 2.工作温度 -25+70 存储温度 -40+85 3.信号指示 为了在M端得到正向测量电流，原边电流 必须按指示的箭头方向流动 2828电流传感器 TQG4A-1000A 产品介绍 TQG4A-1000A型电流 传感