電流傳感器定義

電流傳感器，是一種檢測(cè)裝置，能感受到被測(cè)電流的信息，并能將檢測(cè)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(hào)或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存

儲(chǔ)、顯示、記錄和控制等要求。

電流傳感器圖冊(cè)

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(dòng)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(shuō)電腦硬盤(pán)、指南針，家用電器等等。

電流傳感器分類

電流傳感器依據(jù)測(cè)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(cè)量的AnyWay變頻功率傳感器(可用于電壓、電流和功率測(cè)量)等。

與電磁式電流傳感器相比較，電子式電流互感器沒(méi)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。

當(dāng)線偏振光在介質(zhì)中傳播時(shí)，若在平行于光的傳播方向上加一強(qiáng)磁場(chǎng)，則光振動(dòng)方向?qū)l(fā)生偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)角度ψ與磁感應(yīng)強(qiáng)度B和光穿越介質(zhì)的長(zhǎng)度l的乘積成正比，即ψ=V*B*l，比例系數(shù)V稱為費(fèi)爾德常數(shù)，與介質(zhì)性質(zhì)及光波頻率有關(guān)。偏轉(zhuǎn)方向取決于介質(zhì)性質(zhì)和磁場(chǎng)方向。上述現(xiàn)象稱為法拉第效應(yīng)。1845年由M.法拉第發(fā)現(xiàn)。

電流傳感器霍爾傳感器

概述

AIC是“特制集成電路”的英文縮寫(xiě)，它是八十年代末迅速發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)高技術(shù)產(chǎn)品。從設(shè)計(jì)思想、研制

手段，直到測(cè)試方法，使與傳統(tǒng)的通用集成電路有質(zhì)的區(qū)別，是將超大規(guī)模集成電路(VLSI)的工藝技術(shù)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)、自動(dòng)測(cè)試技術(shù)(ATE)三者結(jié)合的豐碩成果。應(yīng)用在變送器上，即為變送器專用厚膜電路。ASIC電路的變送器把變送器的轉(zhuǎn)換電路和輸出電路(即大部分電子電路)全部集成到一塊定制的芯片上，大大減少了元器件的數(shù)量，整個(gè)變送器僅有CT、PT、電源、大電容、ASIC芯片等少數(shù)幾個(gè)器件，從而可大大提高整個(gè)變送器的可靠性和長(zhǎng)期穩(wěn)定性。

電流傳感器分類工作原理

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(cè)式(開(kāi)環(huán))兩種基本原理。[2]

開(kāi)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(duì)磁通進(jìn)行線性檢測(cè)，霍爾器件輸出的霍爾電壓經(jīng)過(guò)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，此電壓能夠精確反映原邊電流的變化。

電流傳感器 霍爾電流傳感器可以測(cè)量各種類型的電流，從直流電到幾十千赫茲的交流電，其所依據(jù)的工作原理主要是霍爾效應(yīng)，如圖1所示。

當(dāng)原邊導(dǎo)線經(jīng)過(guò)電流傳感器時(shí)，①原邊電流IP會(huì)產(chǎn)生磁力線，②原邊磁力線集中在磁芯周圍，③內(nèi)置在磁芯氣隙中的霍爾電極可產(chǎn)生和原邊磁力線成正比的大小僅幾毫伏的電壓，④電子電路可把這個(gè)微小的信號(hào)轉(zhuǎn)變成副邊電流IS，⑤并存在以下關(guān)系式：

(1)

其中，IS—副邊電流;

IP—原邊電流;

NP—原邊線圈匝數(shù);

NS—副邊線圈匝數(shù);

NP/NS—匝數(shù)比，一般取NP=1。

電流傳感器的輸出信號(hào)是副邊電流IS，它與輸入信號(hào)(原邊電流IP)成正比，IS一般很小，只有100~400mA。如果

輸出電流經(jīng)過(guò)測(cè)量電阻RM，則可以得到一個(gè)與原邊電流成正比的大小為幾伏的輸出電壓信號(hào)。

特性參數(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(cè)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(hào)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(hào)可能會(huì)有所不同。

傳感器供電電壓VA

VA指電流傳感器的供電電壓，它必須在傳感器所規(guī)定的范圍內(nèi)。超過(guò)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(cè)量范圍Ipmax

測(cè)量范圍指電流傳感器可測(cè)量的最大電流值，測(cè)量范圍一般高于標(biāo)準(zhǔn)額定值IPN。測(cè)量范圍可用下式計(jì)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(cè)量范圍要高于雙相供電的傳感器。

過(guò)載

電流傳感器的過(guò)載能力參見(jiàn)圖2。發(fā)生電流過(guò)載時(shí)，在測(cè)量范圍之外，原邊電流仍會(huì)增加，而且過(guò)載電流的持續(xù)時(shí)間可能很短，而過(guò)載值有可能超過(guò)傳感器的允許值，過(guò)載電流值傳感器一般測(cè)量不出來(lái)，但不會(huì)對(duì)傳感器造成損壞。

精度

霍爾效應(yīng)傳感器的精度取決于標(biāo)準(zhǔn)額定電流IPN。在+25℃時(shí)，傳感器測(cè)量精度受原邊電流影響的曲線如圖3所示，使用下面公式可計(jì)算出精度：

(3)

其中，K=NS/NP。

計(jì)算精度時(shí)必須考慮偏移電流、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(shí)，在25℃，IP=0時(shí)的情況下，偏移電流已調(diào)至最小，但傳感器在離開(kāi)生產(chǎn)線時(shí)，都會(huì)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

參見(jiàn)圖4，線性度決定了傳感器輸出信號(hào)(副邊電流IS)與輸入信號(hào)(原邊電流IP)在測(cè)量范圍內(nèi)成正比

電流傳感器 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(shí)計(jì)算出來(lái)的，當(dāng)霍爾電極周邊環(huán)境溫度變化時(shí)，ISO會(huì)產(chǎn)生變化。因此，考慮偏移電流ISO的最大變化是很重要的，這可以通過(guò)下式計(jì)算：

其中，CV(Catalogue value)是指電流傳感器性能表中的溫度漂移值，例如：對(duì)CS2000BR型來(lái)說(shuō)，CV為0.5×10-4/℃，最大溫度Tmax為-40℃，額定輸出電流為400mA，則偏移電流的最大變化為：Ma

電流傳感器新型產(chǎn)品

霍爾電壓、電流傳感器主要用于工業(yè)控制和獨(dú)立的電壓、電流測(cè)量，因此，一般都不標(biāo)稱與功率測(cè)量準(zhǔn)確度密切相關(guān)的角差指標(biāo)，因此，不適用于高精度的功率測(cè)量。

隨著變頻技術(shù)和節(jié)能技術(shù)的發(fā)展，有必要對(duì)各類變頻調(diào)速裝置的能效進(jìn)行準(zhǔn)確的評(píng)測(cè)，而電磁式電壓、電流互感器一般只能準(zhǔn)確測(cè)量工頻正弦電路的功率。新型的變頻功率傳感器，是一種電壓、電流組合式傳感器，該類傳感器直接輸出數(shù)字量，并采用光纖進(jìn)行傳輸，可以有效避免傳輸環(huán)節(jié)的損耗和干擾。并且在較寬的頻率范圍內(nèi)具有較小的比差和角差，可以準(zhǔn)確測(cè)量各類變頻電量(電壓、電流、功率和諧波等)。廣泛應(yīng)用于混合動(dòng)力電動(dòng)汽車、電動(dòng)車、太陽(yáng)能發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、變頻器、變頻電機(jī)和燃料電池等的產(chǎn)品檢驗(yàn)和能效評(píng)測(cè)。

英國(guó)出現(xiàn)了一種適合于安裝在240伏-600安變電站主線上的電流傳感器，這種傳感器對(duì)變電站的電力輸出進(jìn)行監(jiān)控，可以減少地方電網(wǎng)故障所造成的停電時(shí)間。電流傳感器可以對(duì)供電電纜進(jìn)行電流監(jiān)控，若是電纜出線超負(fù)荷，這些電流傳感器可將一部分負(fù)荷轉(zhuǎn)移到其他相中，或者是新鋪設(shè)的電纜中，保護(hù)電纜的安全使用和運(yùn)行。

隨著智能電網(wǎng)的不斷發(fā)展和升級(jí)，電流傳感器也在技術(shù)、設(shè)計(jì)和效用等方面不斷進(jìn)行改進(jìn)和完善，對(duì)冶金、化工等行業(yè)的電流測(cè)流具有重大作用。

基于智能電網(wǎng)的光纖電流傳感器

新型光纖電流傳感器就是智能電網(wǎng)快速發(fā)展的科技產(chǎn)物。我國(guó)推出了XDGDL-1光纖電流傳感系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了管線電流傳感系統(tǒng)的全數(shù)字閉環(huán)控制，具有穩(wěn)定性和線性度好、靈敏度高等特點(diǎn)，滿足了大量程范圍的高精度測(cè)量要求。

同時(shí)，該系統(tǒng)開(kāi)發(fā)了一種可現(xiàn)場(chǎng)繞制的伸縮結(jié)構(gòu)，安裝方便，可避免雜散磁場(chǎng)的干擾，母線偏心的測(cè)量誤差小于正負(fù)0.1%，實(shí)現(xiàn)了一種高精度信號(hào)轉(zhuǎn)換方案，為整流器控制設(shè)備提供高精度模擬信號(hào)和標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字通信接口。

基于TMR(隧道磁電阻)效應(yīng)的電流傳感器：

TMR磁感應(yīng)技術(shù)在2004年首次工業(yè)應(yīng)用于電腦硬盤(pán)領(lǐng)域， 使硬盤(pán)的存儲(chǔ)密度有了質(zhì)的飛躍，單碟TB級(jí)的存儲(chǔ)硬盤(pán)進(jìn)入民用市場(chǎng)。經(jīng)過(guò)近10年的發(fā)展，TMR技術(shù)依然煥發(fā)勃勃生機(jī)。TMR磁感應(yīng)效應(yīng)和Hall技術(shù)類似，算是第四代磁感應(yīng)技術(shù)。靈敏度，分辨率，功耗，溫度特性都有10倍以上的提升。全芯片級(jí)制程控制提供可靠的品質(zhì)和合理的價(jià)格。現(xiàn)在國(guó)內(nèi)有些廠家開(kāi)始推出TMR技術(shù)的電流傳感器。基于TMR芯片制造的電流傳感可以在高靈敏度，溫度穩(wěn)定性，抗干擾性，小型化、集成化、智能化和低功耗方面有著出色的表現(xiàn)。

工業(yè)升級(jí)發(fā)展促進(jìn)電流傳感器改進(jìn)

在我國(guó)工業(yè)發(fā)展升級(jí)的驅(qū)動(dòng)下，電力設(shè)備的安全性使用越來(lái)越受到重視。電流傳感器作為一個(gè)兼具保護(hù)性和監(jiān)控作用的工具，將會(huì)在未來(lái)的電網(wǎng)中起到更重要的意義。相比國(guó)外同類產(chǎn)品，國(guó)內(nèi)的電流傳感器技術(shù)還有很大的差距需要彌補(bǔ)和提高。

國(guó)內(nèi)也逐漸涌現(xiàn)出有很多新型產(chǎn)業(yè)，都需要傳感器的支持，無(wú)論是出于安全性考慮還是市場(chǎng)效益考慮，電流傳感器將會(huì)趨于更加高效可靠，在低碳環(huán)保的要求下，小型化也是未來(lái)的一大趨勢(shì)，這也將促進(jìn)國(guó)內(nèi)傳感器廠商投入更多的經(jīng)歷開(kāi)發(fā)新技術(shù)和產(chǎn)品。在不久的將來(lái)，電流傳感器將會(huì)在更多行業(yè)得到廣泛應(yīng)用，同時(shí)將為新興物聯(lián)網(wǎng)打好基礎(chǔ)。

電流傳感器應(yīng)用領(lǐng)域

電流傳感器應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電：風(fēng)能作為一種清潔的可再生能源，越來(lái)越受到世界各國(guó)的重視。其蘊(yùn)量巨大，全球的風(fēng)能約為2.74×109GW，其中可利用的風(fēng)能為2×107GW，比地球上可開(kāi)發(fā)利用的水能總量還要大10倍。風(fēng)很早就被人們利用--主要是通過(guò)風(fēng)車來(lái)抽水、磨面等，而新世紀(jì)，人們感興趣的是如何利用風(fēng)來(lái)發(fā)電，以及如何才能發(fā)電量最大化。電流傳感器作為主要的檢測(cè)元件，在其中起到至關(guān)重要的作用 。

安裝方法

霍爾電流傳感器產(chǎn)品說(shuō)明一般由“傳感器產(chǎn)品型號(hào)”和“生產(chǎn)日期”兩部分構(gòu)成[5]。“傳感器產(chǎn)品型號(hào)”用于標(biāo)明傳感器的型號(hào)、額定測(cè)量值、標(biāo)準(zhǔn)型或非標(biāo)準(zhǔn)型。“傳感器生產(chǎn)日期”則是由8位數(shù)字構(gòu)成，表明傳感器的生產(chǎn)年份、日期(一年中的第幾日)及傳感器序列號(hào)。

霍爾電流傳感器產(chǎn)品很多，每種傳感器的外形結(jié)構(gòu)、尺寸大小等都有所不同，下面介紹幾種典型的外形結(jié)構(gòu)及安裝接線方法。

MP25P1型

MP25P1電流傳感器是ABB公司中一種量程很小的傳感器，所能測(cè)量的額定電流為5、6、8、12、25A，原邊管腳的不同接法可確定額定測(cè)量電流為多少，參見(jiàn)圖5。

ES300C型

如MP25P1一樣，一般傳感器都有正極(+)、負(fù)極(-)、測(cè)量端(M)三個(gè)管腳，但ES300C則沒(méi)有此三個(gè)管腳，而是有紅、黑、綠三根引線，分別對(duì)應(yīng)于正極、負(fù)極及測(cè)量端。同時(shí)在ES300C型傳感器中有一內(nèi)孔，測(cè)量原邊電流時(shí)要將導(dǎo)線穿過(guò)該內(nèi)孔。

不管是MP25P1還是ES300C型等電流傳感器，安裝時(shí)管腳的接線應(yīng)根據(jù)測(cè)量情況進(jìn)行相應(yīng)連線。

(1)在測(cè)量交流電時(shí)，必須強(qiáng)制使用雙極性供電電源。即傳感器的正極(+)接供電電源“+VA”端，負(fù)極接電源的“-VA”端，這種接法叫雙極性供電電源。同時(shí)測(cè)量端(M)通過(guò)電阻接電源“0V”端。

(2)在測(cè)量直流電流時(shí)，可使用單極性或單相供電電源，即將正極或負(fù)極與“0V”端短接，從而形成只有一個(gè)電極相接的情況，其接法共有四種(見(jiàn)圖6和圖7)。

在傳感器產(chǎn)品中，標(biāo)有“-N”標(biāo)志的表示該傳感器沒(méi)有電源意外倒置防護(hù)措施;標(biāo)有“-P”標(biāo)志的則表示該傳感器具有防護(hù)措施。圖6是無(wú)保護(hù)二極管時(shí)的單極性供電電源安裝接線方法，圖7是加有保護(hù)措施的傳感器的接法。

(3)具有屏蔽作用的傳感器的連接方法

ABB公司的部分電流傳感器具有電磁屏蔽作用，其產(chǎn)品外殼上會(huì)多一個(gè)“E”標(biāo)志的端口，其連接方式有兩種：將屏蔽端和負(fù)極(-VA)或零線(0V)相連，如圖8所示。

另外，安裝時(shí)必須全面考慮產(chǎn)品的用途、型號(hào)、量程范圍、安裝環(huán)境等。比如傳感器應(yīng)盡量安裝在利于散熱的場(chǎng)合;如果環(huán)境只適于垂直安裝，則必須選擇帶“V”字標(biāo)志的傳感器(如CS300 BRV)。

測(cè)量方法

除了安裝接線、即時(shí)標(biāo)定校準(zhǔn)、注意傳感器的工作環(huán)境外，通過(guò)下述方法還可以提高測(cè)量精度：

電流傳感器 1、原邊導(dǎo)線應(yīng)放置于傳感器內(nèi)孔中心，盡可能不要放偏;

2、原邊導(dǎo)線盡可能完全放滿傳感器內(nèi)孔，不要留有空隙;

3、需要測(cè)量的電流應(yīng)接近于傳感器的標(biāo)準(zhǔn)額定值IPN，不要相差太大。如條件所限，手頭僅有一個(gè)額定值很高的傳感器，而欲測(cè)量的電流值又低于額定值很多，為了提高測(cè)量精度，可以把原邊導(dǎo)線多繞幾圈，使之接近額定值。例如當(dāng)用額定值100A的傳感器去測(cè)量10A的電流時(shí)，為提高精度可將原邊導(dǎo)線在傳感器的內(nèi)孔中心繞九圈(一般情況，NP=1;在內(nèi)孔中繞一圈，NP=2;……;繞九圈，NP=10，則NP×10A=100A與傳感器的額定值相等，從而可提高精度);

4、當(dāng)欲測(cè)量的電流值為IPN/5的時(shí)，在25℃仍然可以有較高的精度。

抗干擾性

1、電磁場(chǎng)

閉環(huán)霍爾效應(yīng)電流傳感器，利用了原邊導(dǎo)線的電磁場(chǎng)原理。因此下列因素直接影響傳感器是否受外部電磁場(chǎng)干擾。

A1直流電流變送器 (1)傳感器附近的外部電流大小及電流頻率是否變化;

(2)外部導(dǎo)線與傳感器的距離、外部導(dǎo)線的形狀、位置和傳感器內(nèi)霍爾電極的位置;

(3)安裝傳感器所使用的材料有無(wú)磁性;

A3單相交流電流變送器 (4)所使用的電流傳感器是否屏蔽;

為了盡量減小外部電磁場(chǎng)的干擾，最好按安裝指南安裝傳感器。

2、電磁兼容性

電磁兼容性EMC，(Electro -Magnetic Compatibility )是研究電氣及電子設(shè)備在

共同的電磁環(huán)境中能執(zhí)行各自功能的共存狀態(tài)，即要求在同一電磁環(huán)境中的上述各種設(shè)備都能正常工作而又互不干擾，達(dá)到“兼容”狀態(tài)的一門學(xué)科[8]。空間電磁環(huán)境的惡化越來(lái)越容易使電子元器件之間因互不兼容而引發(fā)系統(tǒng)的誤動(dòng)作，因此電工、電子設(shè)備電磁兼容性檢測(cè)極有必要。由于實(shí)際生產(chǎn)、科研及市場(chǎng)推廣的迫切需要，采用已通過(guò)電磁兼容性檢測(cè)的電流和電壓傳感器已形成共識(shí)，并已成為一個(gè)強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)。ABB公司的所有電流傳感器自1996年1月1日起，均已通過(guò)了EMC檢測(cè)。

傳感器標(biāo)定

1、偏移電流ISO

偏移電流必須在IP=0、環(huán)境溫度T≈25℃的條件下進(jìn)行校準(zhǔn)，按圖9方法(雙極性供電)接線，且測(cè)量電壓VM必須滿足：

VM≦RM×ISO (5)

2、精度

在IP=IPN(AC or DC)、環(huán)境溫度T≈25℃、傳感器雙極性供電、RM為實(shí)際測(cè)量電阻的條件下進(jìn)行測(cè)量，其接線如圖10所示，并用公式(3)計(jì)算精度。

3、保護(hù)性測(cè)試

霍爾電流傳感器在測(cè)量電路短路、測(cè)量電路開(kāi)路、供電電源開(kāi)路、原邊電流過(guò)載、電源意外倒置的條件下都可受到保護(hù)。對(duì)上述各項(xiàng)測(cè)試舉例如下：

(1)測(cè)量電路短路

此項(xiàng)測(cè)試必須在IP=IPN、環(huán)境溫度T≈25℃、傳感器雙向供電、RM為實(shí)際應(yīng)用中的電阻條件下進(jìn)行，連接圖如圖11所示，開(kāi)關(guān)S應(yīng)在一分鐘之內(nèi)合上和打開(kāi)。

(2)測(cè)量電路開(kāi)路

此項(xiàng)測(cè)試條件為IP=IPN、環(huán)境溫度T≈25℃、傳感器雙向供電、RM是實(shí)際應(yīng)用中的電阻。測(cè)試圖如圖12，開(kāi)關(guān)S應(yīng)在一分鐘之內(nèi)完成閉合/打開(kāi)切換動(dòng)作。

(3)電源意外倒置測(cè)試

為防止電源意外倒置而使傳感器損壞，在電路中專門加裝了保護(hù)二極管，此項(xiàng)測(cè)試可使用萬(wàn)用表測(cè)試二極管兩端，測(cè)試應(yīng)在IP=0、環(huán)境溫度T≈25℃、傳感器不供電、不連接測(cè)量電阻的條件下進(jìn)行。可使用以下兩種方法測(cè)試：

第一種：萬(wàn)用表紅表筆端接傳感器“M”端，萬(wàn)用表黑表筆端接傳感器“+”端;

第二種：萬(wàn)用表紅表筆接傳感器負(fù)極，萬(wàn)用表黑表筆接傳感器M端;

在測(cè)試中，如萬(wàn)用表鳴笛，說(shuō)明二極管已損壞。

八、傳感器應(yīng)用計(jì)算

根據(jù)圖13，電流傳感器的主要計(jì)算公式如下：

NPIP=NSIS; 計(jì)算原邊或副邊電流

VM=RMI; 計(jì)算測(cè)量電壓

VS=RSIS; 計(jì)算副邊電壓

VA=e+VS+VM; 計(jì)算供電電壓

其中，e是二極管內(nèi)部和晶體管輸出的壓降，不同型號(hào)的傳感器有不同的e值。這里我們僅以ES300C為例，這種傳感器的匝數(shù)比NP/NS=1/2000、標(biāo)準(zhǔn)額定電流值IPN=300A rms 、供電電壓VA的范圍為±12V~±20V(±5%)、副邊電阻RS=30Ω ，在雙極性(±VA)供電，其傳感器測(cè)量量程>100A且無(wú)防止供電電源意

電流傳感器 外倒置的保護(hù)二極管的情況下，e=1V。在上述條件下：

(1)給定供電電壓VA，計(jì)算測(cè)量電壓VM和測(cè)量電阻RM：

假設(shè)：供電電壓VA=±15V

根據(jù)上述公式得：

測(cè)量電壓VM=9.5V;

測(cè)量電阻RM=VM/IS =63.33Ω;

副邊電流IS=0.15A。

所以當(dāng)我們選用63.33Ω的測(cè)量電阻時(shí)，在傳感器滿額度測(cè)量時(shí)，其輸出電流信號(hào)為0.15A ，測(cè)量電壓為9.5V。

(2)給定供電電壓和測(cè)量電阻，計(jì)算欲測(cè)量的峰值電流;

假設(shè)：供電電壓VA=±15V，測(cè)量電阻RM=12Ω，

則：VM+VS=(RM+RS)×IS =VA-e=14V

而：RM+RS=12W+30W=42W，

則最大輸出副邊電流： A

原邊峰值電流：IPmax=ISmax(NS/NP)=666A

這說(shuō)明，在上述條件下，傳感器所能測(cè)量的最大電流即原邊峰值電流為666A。如果原邊電流大于此值，傳感器雖測(cè)量不出來(lái)，但傳感器不會(huì)被損壞。

(3)測(cè)量電阻(負(fù)載電阻)能影響傳感器的測(cè)量范圍。

測(cè)量電阻對(duì)傳感器測(cè)量范圍也存在影響，所以我們需要精心選擇測(cè)量電阻。用下式可計(jì)算出測(cè)量電阻：

其中，VAmin—扣除誤差后的最小供電電壓;

e—傳感器內(nèi)部晶體管的電壓降;

RS—傳感器副邊線圈的電阻;

ISmax—原邊電流IP為最大值時(shí)的副邊電流值。

另外我們可以通過(guò)下式確認(rèn)所選傳感器的穩(wěn)定性。

如果VAmin不符合上式，則會(huì)造成傳感器的不穩(wěn)定。一旦出現(xiàn)這種情況，我們可以有以下三種方法克服：

1)更換電壓更大的供電電源;

2)減小測(cè)量電阻的值;

3)將傳感器更換成RS較小的傳感器。

例如，某種型號(hào)的電流傳感器，其標(biāo)準(zhǔn)額定電流IPN=1000A，匝數(shù)比NP/NS=1/2000，e值為1.5V，副邊電阻RS=30Ω，測(cè)量電阻RM=15W，用15V電源單極性供電。則VA=30V(單極性供電是雙極性供電的2倍)， 而：

IS=IP×NP/NS =0.5A

VS=RS×IS=15V

VM=RM×IS=7.5V

通過(guò)

以上檢驗(yàn)，可知這種傳感器在此條件下測(cè)量能保證穩(wěn)定性。它所能測(cè)量的原邊電流的最大值(即測(cè)量范圍)傳感器是能夠受規(guī)定的被測(cè)量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的器件或裝置的總稱,通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。當(dāng)傳感器的輸出為規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)時(shí)，則稱為變送器。

變送器的概念是將非標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)的儀器，傳感器則是將物理信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的器件，過(guò)去常講物理信號(hào)，隨之其他信號(hào)也將出現(xiàn)。一次儀表指現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量?jī)x表或基地控制表，二次儀表指利用一次表信號(hào)完成其他功能：諸如控制，顯示等功能的儀表。

傳感器和變送器本是熱工儀表的概念。傳感器是把非電物理量如溫度、壓力、液位、物料、氣體特性等轉(zhuǎn)換成電信號(hào)或把物理量如壓力、液位等直接送到變送器。變送器則是把傳感器采集到的微弱的電信號(hào)放大以便轉(zhuǎn)送或啟動(dòng)控制元件。或?qū)鞲衅鬏斎氲姆请娏哭D(zhuǎn)換成電信號(hào)同時(shí)放大以便供遠(yuǎn)方測(cè)量和控制的信號(hào)源。根據(jù)需要還可將模擬量變換為數(shù)字量。傳感器和變送器一同構(gòu)成自動(dòng)控制的監(jiān)測(cè)信號(hào)源。不同的物理量需要不同的傳感器和相應(yīng)的變送器。還有一種變送器不是將物理量變換成電信號(hào)，如一種鍋爐水位計(jì)的“差壓變送器”，他是將液位傳感器里的下部的水和上部蒸汽的冷凝水通過(guò)儀表管送到變送器的波紋管兩側(cè)，以波紋管兩側(cè)的差壓帶動(dòng)機(jī)械放大裝置用指針指示水位的一種遠(yuǎn)方儀表。當(dāng)然還有把電氣模擬量變換成數(shù)字量的也可以叫變送器。以上只是從概念上說(shuō)明傳感器和變送器的區(qū)別。

性能指標(biāo)

* 執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：IEC688：1992，

B1單相交流電流變送器 * 精度等級(jí)：≤1.0%.F.S

* 線 性 度：優(yōu)于0.2%

* 響應(yīng)時(shí)間：≤10Us

* 頻率特性：0~10KHz

* 失調(diào)電壓：≤20mV

* 溫度特性：≤150PPM/℃(0~50℃)

* 整機(jī)功耗：≤30 mA

B2直流漏電流傳感器 * 隔離耐壓：輸入/輸出/外殼間 AC2.0KV/min*1mA

* 過(guò)載能力：2倍電流連續(xù)，30倍1秒

* 阻燃特性：UL94-V0

* 工作環(huán)境：-10℃~50℃，20%~90%無(wú)凝露

電流傳感器應(yīng)用領(lǐng)域注意事項(xiàng)

* 注意產(chǎn)品標(biāo)簽上的輔助電源信息，變送器的輔助電源等級(jí)和極性不可接錯(cuò)，否則將損壞變送器;

* 電流方向與產(chǎn)品外殼上所標(biāo)的箭頭同向時(shí)，才能獲得正向輸出;

* 原邊母線的溫度不應(yīng)超過(guò)60℃，電流母線填滿原邊穿線孔時(shí)，獲得最佳測(cè)量精度;

* 本系列變送器內(nèi)部未設(shè)置防雷擊電路，當(dāng)變送器輸入、輸出饋線暴露于室外惡劣氣候環(huán)境之中時(shí)，應(yīng)注意采取防雷措施;

* 變送器為一體化結(jié)構(gòu)，不可拆卸，同時(shí)應(yīng)避免碰撞和跌落;

* 請(qǐng)勿損壞或者修改產(chǎn)品的標(biāo)簽、標(biāo)志，請(qǐng)勿拆卸或改裝變送器，否則公司將不再對(duì)該產(chǎn)品提供“三包”(包換、包退、包修)服務(wù)。

電流傳感器未來(lái)趨勢(shì)

電流傳感器未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)有以下幾種特點(diǎn)：

1、高靈敏度。被檢測(cè)信號(hào)的強(qiáng)度越來(lái)越弱，這就需要磁性傳感器靈敏度得到極大提高。應(yīng)用方面包括電流傳感器、角度傳感器、齒輪傳感器、太空環(huán)境測(cè)量。

2、溫度穩(wěn)定性。更多的應(yīng)用領(lǐng)域要求傳感器的工作環(huán)境越來(lái)越嚴(yán)酷，這就要求磁傳感器必須具有很好的溫度穩(wěn)定性，行業(yè)應(yīng)用包括汽車電子行業(yè)。

3、抗干擾性。很多領(lǐng)域里傳感器的使用環(huán)境沒(méi)有任何評(píng)比，就要求傳感器本身具有很好的抗干擾性。包括汽車電子、水表等等。

4、小型化、集成化、智能。要想做到以上需求，這就需要芯片級(jí)的集成，模塊級(jí)集成，產(chǎn)品級(jí)集成。5、高頻特性。隨著應(yīng)用領(lǐng)域的推廣，要求傳感器的工作頻率越來(lái)越高，應(yīng)用領(lǐng)域包括水表、汽車電子行業(yè)、信息記錄行業(yè)。

6、低功耗。很多領(lǐng)域要求傳感器本身的功耗極低，得以延長(zhǎng)傳感器的使用壽命。應(yīng)用在植入身體內(nèi)磁性生物芯片，指南針等等。