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教程:如何測(cè)量線路中的電流

2022-11-23
來源:硬件設(shè)計(jì)技術(shù)
關(guān)鍵詞: 測(cè)量原理 電流傳感器 AC

  一,、CT方式電流傳感器的測(cè)量原理

  CT方式電流傳感器采用的原理是將測(cè)量電流轉(zhuǎn)換為與匝數(shù)比相應(yīng)的次級(jí)電流,。

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  測(cè)量原理

  a,為了抵消由測(cè)量導(dǎo)體(初級(jí)側(cè))流過的交流電流引起的在磁芯內(nèi)部產(chǎn)生的磁通量,,在次級(jí)側(cè)的繞組流過與匝數(shù)比相應(yīng)的交流電流,。(次級(jí)電流)

  b,,此次級(jí)電流流過分流電阻,,在分流電阻兩端產(chǎn)生電壓,。此電壓是與流過測(cè)量導(dǎo)體的電流成比例的輸出。

  與其他方式相比的特點(diǎn):

  1,,只能測(cè)量交流(無法測(cè)量直流)

  2,,價(jià)格便宜

  3,主要用于50/60Hz工頻

  4,,用于大樓的節(jié)能管理等使用的鉗形功率計(jì)上

  5,能抵消磁通量,,因此線性度較好

  二,、霍爾元件方式電流傳感器的測(cè)量原理

  霍爾元件電流傳感器采用的原理是將測(cè)量電流周圍產(chǎn)生的磁場(chǎng)通過霍爾效果轉(zhuǎn)換為電壓。

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  測(cè)量原理:

  a,,流過測(cè)量導(dǎo)體(初級(jí)側(cè))的電流所引起的磁芯內(nèi)部產(chǎn)生的磁通量,,通過插入磁芯間隙的霍爾元件利用霍爾效果出現(xiàn)與磁通量相應(yīng)的霍爾電壓。

  b,,此霍爾電壓非常小,,因此是通過AMP增幅的輸出信號(hào)。

  c,此輸出信號(hào)與流過測(cè)量導(dǎo)體的電流成比例,。

  與其他方式相比的特點(diǎn):

  1,,可以測(cè)量從直流到交流(幾kHz)

  2,價(jià)格便宜

  3,,由于霍爾元件的線性度,、磁芯的B-H特性的影響,一般來說精度不是很好

  4,,由于霍爾元件的特性,,溫度或經(jīng)過時(shí)間的變化等原因會(huì)造成漂移,因此不適用于長時(shí)間測(cè)量,。

  5,,磁芯會(huì)成為負(fù)載,因此無法延伸到高頻帶

  三,、 羅柯夫斯基方式電流傳感器的測(cè)量原理

  羅柯夫斯基方式電流傳感器是利用測(cè)量電流周圍產(chǎn)生的交流磁場(chǎng),,轉(zhuǎn)換空心線圈的感生電壓進(jìn)行測(cè)量。

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  測(cè)量原理:

  a,,流過測(cè)量導(dǎo)體(初級(jí)側(cè))的電流所產(chǎn)生的磁場(chǎng),,通過與空心線圈進(jìn)行互連,空心線圈產(chǎn)生感生電壓,。

  b,,此感生電壓是測(cè)量電流的時(shí)間導(dǎo)數(shù)值(di/dt),因此是通過積分器與測(cè)量電流成比例的輸出信號(hào),。

  與其他方式相比的特點(diǎn):

  1,,因?yàn)闆]有磁芯,所以不會(huì)發(fā)生磁飽和,,能夠測(cè)量大電流

  2,,沒有磁損耗帶來的發(fā)熱、飽和,、滯后

  3,,傳感器部分是空心線圈,可以做到柔性且纖細(xì)

  4,,阻抗小

  5,,只能測(cè)量交流,無法測(cè)量直流

  6,,測(cè)量靈敏度受空心線圈橫截面以及長度的影響,,因此容易受到導(dǎo)體位置的影響或外來干擾的影響,不能指望高精度測(cè)量,。

  7,,無磁芯,,因此難以測(cè)量10A以下的小電流

  四、AC零磁通方式(繞組檢測(cè)型)電流傳感器的測(cè)量原理

  AC零磁通方式電流傳感器(繞組檢測(cè)型)改善了CT方式的低頻帶特性,。

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  測(cè)量原理:

  a,,為了消除流過測(cè)量導(dǎo)體(初級(jí)側(cè))的交流電流所引起的磁芯內(nèi)部產(chǎn)生的磁通量Φ,流過與次級(jí)側(cè)的反饋繞組的匝數(shù)比相應(yīng)的次級(jí)電流,。

  b,,低頻帶的磁通量消除不完,會(huì)殘留磁通量

  c,,利用檢測(cè)繞組檢測(cè)此消除不完的磁通量,,流過次級(jí)電流以通過AMP回路消除磁通量Φ

  d,此次級(jí)電流流過分流電阻,,在分流電阻兩端產(chǎn)生電壓

  e,,此電壓是與流過測(cè)量導(dǎo)體的電流成比例的輸出

  與其他方式相比的特點(diǎn):

  1,因?yàn)槭窍判緝?nèi)部磁通量的負(fù)反饋操作,,因此不受磁芯的B-H特性的影響,,線性度優(yōu)秀

  2,在低頻相位誤差也很小,,因此適合功率測(cè)量

  3,,工作磁通量電平小,因此插入阻抗低

  4,,在高頻帶作為CT工作,,從而達(dá)到寬頻

  5,利用繞組進(jìn)行檢測(cè),,因此僅限測(cè)量交流電流,,無法測(cè)量直流電流

  五、AC/DC零磁通方式(霍爾元件檢測(cè)型)電流傳感器的測(cè)量原理

  AC/DC零磁通方式電流傳感器(霍爾元件檢測(cè)型)通過CT方式和霍爾元件配合,,可以從直流電流開始測(cè)量,。

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  測(cè)量原理:

  a,為了消除流過測(cè)量導(dǎo)體(初級(jí)側(cè))的交流電流所引起的磁芯內(nèi)部產(chǎn)生的磁通量Φ,,流過與次級(jí)側(cè)的反饋繞組的匝數(shù)比相應(yīng)的次級(jí)電流,。

  b,在從直流開始的低頻帶,,磁通量消除不完,,會(huì)殘留磁通量

  c,利用霍爾元件檢測(cè)此消除不完的磁通量,,流過次級(jí)電流以通過AMP回路消除磁通量Φ

  d,此次級(jí)電流流過分流電阻,,在分流電阻兩端產(chǎn)生電壓

  e,,此電壓是與流過測(cè)量導(dǎo)體的電流成比例的輸出

  與其他方式相比的特點(diǎn):

  1,,優(yōu)秀的線性特性,連低電平也維持高精度

  2,,在寬頻帶實(shí)現(xiàn)了高S/N比

  3,,在高頻帶作為CT工作,因此可實(shí)現(xiàn)寬頻

  4,,利用霍爾元件進(jìn)行檢測(cè),,可從直流檢測(cè)磁性,因此能夠從直流電流開始測(cè)量

  六,、AC/DC零磁通方式(磁通門檢測(cè)型)電流傳感器的測(cè)量原理

  AC/DC零磁通方式(磁通門檢測(cè)型)電流傳感器通過CT方式和FG元件(磁通門)配合,,可以從直流電流開始測(cè)量。

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  測(cè)量原理:

  a,,為了消除流過測(cè)量導(dǎo)體(初級(jí)側(cè))的交流電流所引起的磁芯內(nèi)部產(chǎn)生的磁通量Φ,,流過與次級(jí)側(cè)的反饋繞組的匝數(shù)比相應(yīng)的次級(jí)電流。

  b,,從直流開始的低頻帶,,磁通量消除不完,會(huì)殘留磁通量

  c,,利用FG元件檢測(cè)此消除不完的磁通量,,流過次級(jí)電流以通過AMP回路消除磁通量Φ

  d,此次級(jí)電流流過分流電阻,,在分流電阻兩端產(chǎn)生電壓

  e,,此電壓是與流過測(cè)量導(dǎo)體的電流成比例的輸出

  與其他方式相比的特點(diǎn):

  1,優(yōu)秀的線性特性,,連低電平也維持高精度

  2,,工作磁通量電平小,因此插入阻抗低

  3,,檢測(cè)直流的FG元件在工作原理上在廣泛溫度范圍內(nèi)偏移都非常之小,,實(shí)現(xiàn)了高精度和高穩(wěn)定。



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