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    電流傳感器是用來測量、保護、監(jiān)控用電設備的重要器件，廣泛應用于電力系統(tǒng)中，電流互感器的可靠性與整個系統(tǒng)的安全運行非常緊密。電流傳感器是一種常見的交流測量方式。準確度高、工藝成熟、制造方便，能滿足一般測量要求。電流傳感器結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，在低頻小電流測量中，具有非常高的精度和快的響應時間，在大電流測量中，會有很大的誤差。

    電流傳感器電流檢測手段，單從理論上描述，情形與前面的“各向異性磁電阻”非常近似，但其具體結(jié)構(gòu)形式相差很大。巨磁阻元件對微弱磁場的敏感性更高，可以精確的測量直流和交流電流，具有尺寸小、寬響應頻率、無殘余磁場等優(yōu)點，但是工藝相對復雜，成本也較高。主要用于高精度小電流的測量。

    電流傳感器體積小、質(zhì)量輕、測量帶寬、準確度高、無飽和現(xiàn)象、抗電磁能力強等優(yōu)點，廣泛應用于電力系統(tǒng)中電流的測量。電流傳感器性能要優(yōu)于開環(huán)霍爾電流傳感器，可以測量任意波形的電流、主副線圈間絕對電氣隔離、電氣測量范圍寬、響應時間短，在交直流測量中均可應用。電流傳感器可以直接測量霍爾電壓。直流式電流傳感器的優(yōu)點是電路簡單、成本較低、能量效率高、檢測范圍廣及電耗低等。

    電流傳感器具有自動保護功能和更高級的智能控制，具有傳感檢測、傳感采樣、傳感保護的電源技術(shù)漸成趨勢，檢測電流或電壓的傳感器應運而生并在我國逐漸受到廣大電源設計者的青睞。電流傳感器可以在家用電器、智能電網(wǎng)、電動車、風力發(fā)電等等，在我們生活中都用到很多磁傳感器，比如說電腦硬盤、指南針，家用電器等等。

    電流傳感器與電磁式電流傳感器相比較，電子式電流互感器沒有鐵磁飽和，傳輸頻帶寬，二次負荷容量小、尺寸小、重量輕、是今后電流傳感器的發(fā)展方向。

    開環(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，對磁通進行線性檢測；

    霍爾電流傳感器可以測量各種類型的電流，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；電流傳感器測量范圍指電流傳感器可測量的大電流值，測量范圍一般高于標準額定值IPN。測量范圍可用下式計算：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，所以其測量范圍要高于雙相供電的傳感器。

    電流傳感器發(fā)生電流過載時，在測量范圍之外，原邊電流仍會增加，而且過載電流的持續(xù)時間可能很短，而過載值有可能超過傳感器的允許值，過載電流值傳感器一般測量不出來，但不會對傳感器造成損壞。

    根據(jù)不同的測量原理，電流傳感器可以分為：分流器，電磁電流互感器，電子電流互感器等。電流互感器包括霍爾電流傳感器，Rogowski電流傳感器以及專用于變頻功率測量的AnyWay變頻功率傳感器（可以是電流傳感器方法，直至測試方法，與傳統(tǒng)的通用集成電路（在超大規(guī)模集成電路（VLSI）工藝技術(shù)的結(jié)合）中有質(zhì)的區(qū)別，計算機輔助設計（CAD）和自動測試技術(shù)（ATE）。結(jié)果豐碩，電流傳感器應用于變送器，變送器是專用于變送器的厚膜電路。

   電流傳感器的原理：由初級電流IP產(chǎn)生的磁通量通過高質(zhì)量的磁芯集中在磁路中，霍爾元件固定在很小的氣隙中，并且線性檢測磁通量。通過特殊電路處理電壓后，次級側(cè)輸出跟隨與初級側(cè)波形一致的輸出電壓。該電壓可以準確反映一次側(cè)電流的變化。電流傳感器可以測試的標準額定值由有效值（A.r.m.s）表示，而IPN的大小與傳感器產(chǎn)品的型號有關(guān)。當電流傳感器過載時，初級電流仍會在測量范圍之外增加，并且過載電流的持續(xù)時間可能非常短，并且過載值可能會超過傳感器的允許值。通常無法測量過載電流值傳感器。但這不會損壞傳感器。

    電流傳感器特點:相當于一個非常大的電壓源串聯(lián)它的內(nèi)陽時,電流就總是等于信號源的"短路由流"，個非常大的內(nèi)阻。

    電流傳感器主要優(yōu)點:傳輸線上的電阻和接線處的接觸電阻只要不太大,只要和負載電阻之和仍然遠遠小于信號源內(nèi)阻,就可以認為不影響收到的電流大小,仍然等于信號源的"短路電流"。

    電流傳感器誤差標準:只要負載和傳輸線上的總壓降不超過某個界限,就保證電流值的誤差不超過某個界限。

    電流傳感器應用條件:接收電流型信號的設備,盡量控制低輸入阻抗。以解決上述的精度問題和起到還有抗干擾的作用。

    數(shù)字型電流傳感器定義:數(shù)字型電流傳感器是指將傳統(tǒng)的模擬式傳感器經(jīng)過加裝或改造A/D轉(zhuǎn)換模塊出信號為數(shù)字量(或數(shù)字編碼)的傳感器。

    數(shù)字型電流傳感器主要具備以下三個優(yōu)點:

    1解決模擬式傳感器信號差的問題:

    2.解決射頻干擾問題:

    3.數(shù)字式傳感器精度、可靠性和穩(wěn)定性更高,減少模擬式傳感器經(jīng)常引起的誤差。

    重要的是:使用極其簡便,非常適合大學生或者研究生做課程設計時候使用,又或是科研人員做簡單功能驗證的時候使用。

    電流互感器類似于一個初級匝數(shù)很少，次級匝數(shù)較多的變壓器。理想情況下初次級電流之比與匝數(shù)比成反比，電流變換比例以初次級額定電流標注。使用電流互感器一定注意不能將次級開路，否則將會產(chǎn)生高壓危及人身和設備安全。

    電流互感器基于電磁感應原理的電流鉗與互感器一樣，鐵芯被分成兩部分，閉合時兩部分鐵芯需要緊密結(jié)合，有些電流鉗次級連接了電阻輸出為電壓信號，沒有內(nèi)部電阻的輸出為電流信號。

    電流互感器鐵芯工作在零磁通下，因此精度比開環(huán)的高。但是電流鉗存在活動鐵芯閉合程度不理想問題，幾乎沒有等于優(yōu)于0.1%的，能夠做到1%已經(jīng)是很高的指標。霍爾元件需要提供工作電壓，因此這兩種電流鉗都要供電，閉環(huán)霍爾需要驅(qū)動補償線圈耗電更大。電流互感器輸出為電流信號時，接入到電流互感器的電流直接輸入端口，根據(jù)所用傳感器/互感器正確設置PA的“CT”比例系數(shù)。

    電流互感器是把大電流轉(zhuǎn)換為同頻同相的小電流以便于測量或?qū)崿F(xiàn)隔離，根據(jù)不同的變換原理，一般有基于電磁感應原理、霍爾效應、磁通門這幾種技術(shù)的電流傳感器/互感器。

    環(huán)形電流傳感器不僅需要鐵磁芯，還需要一個線圈和一個額外的大功率放大器來驅(qū)動線圈。盡管閉環(huán)電流傳感器比開環(huán)架構(gòu)更復雜，但是由于系統(tǒng)僅在零磁場的工作點上工作，因此消除了與霍爾傳感器IC相關(guān)的靈敏度誤差。如果設計合理，則閉環(huán)和開環(huán)霍爾效應電流傳感器通常具有相同的零安培輸出電壓性能，因此兩者的零安培檢測精度非常相似。

    與開環(huán)電流傳感器解決方案相比，閉環(huán)電流傳感器傳感器尺寸更大并且需要更多的PCB空間。由于在驅(qū)動補償線圈時閉環(huán)傳感器需要一定的電流，因此功耗很高。另外，閉環(huán)電流傳感器需要附加的線圈和驅(qū)動電路，并且比開環(huán)傳感器昂貴。

    開環(huán)電流傳感器和閉環(huán)電流傳感器的選擇需要考慮準確性和響應時間。如果應用需要高精度，通常會選擇一個閉環(huán)電流傳感器，該傳感器可以消除上述系統(tǒng)靈敏度的非線性誤差。在某些應用中，需要快速響應以保護諸如IGBT和MOSFET之類的半導體器件，以便可以更好地控制應用中的電流。如果開環(huán)傳感器具有足夠的精度和響應速度，則由于其固有的尺寸和功耗優(yōu)勢，它們也是理想的選擇。Prosys開發(fā)了這種新的開環(huán)解決方案，它比閉環(huán)解決方案更小，具有更高的精度和響應速度，并且更經(jīng)濟。

    直流電流傳感器僅需外部連接正負直流電源，被測電流匯流條就可以通過傳感器完成對主電路和控制電路的隔離檢測，從而簡化了電路設計。直流電流傳感器的輸出信號是次級電流，它與輸入信號（初級電流）成正比，通常很小，只有幾十到幾百毫安。如果輸出電流通過測量電阻Rm，則可以獲得與初級電流成比例的幾伏電壓信號。A/D轉(zhuǎn)換后，可以輕松地與計算機和各種儀器連接。

    直流電流傳感器具有出色的電氣性能，是一種先進的電氣測量元件，可以隔離主電路回路和電子控制電路。直流電流傳感器結(jié)合了變壓器和分流器的所有優(yōu)點，同時克服了變壓器和分流器的缺點。直流電流傳感器具有精度高，線性度好，響應速度快的優(yōu)點，但是這種方法容易受到干擾，不適合在復雜的工作和電氣環(huán)境中使用，并且部件也容易損壞。

    GMC直流電流傳感器具有一個次級補償繞組，該次級補償繞組是次級補償繞組，可大大提高電流傳感器的性能。如果次級側(cè)電流太小，則產(chǎn)生的磁場不足以抵消初級側(cè)磁場，放大器電路將輸出更大的電流。相反，放大器電路的輸出電流將減小，以保持氣隙處的磁場平衡。如果初級側(cè)電流發(fā)生變化，氣隙處的磁場平衡將被破壞，負反饋閉環(huán)控制電路還將調(diào)節(jié)次級側(cè)輸出電路以再次使磁場平衡。直流電流傳感器是根據(jù)霍爾效應制成的磁場傳感器。它是一種間接測量，可以測量數(shù)十千赫茲的各種電流，從直流到交流。

    電流傳感器將具有相同頻率和相位的大電流轉(zhuǎn)換為小電流，以便于測量或隔離。根據(jù)不同的變換原理，通常存在基于電磁感應原理，霍爾效應和磁通門技術(shù)的電流傳感器。

    電流傳感器基于電磁感應原理的電流鉗與變壓器相同。鐵芯分為兩部分。閉合時，鐵芯的兩個部分需要緊密結(jié)合。一些電流鉗連接到電阻的次級側(cè)并輸出電壓信號，而沒有內(nèi)部電阻的輸出是電流信號。受兩個鐵芯閉合程度的影響，電流鉗的精度通常比變壓器的精度差。同樣，基于電磁感應的電流鉗只能測量交流電。

    電流傳感器類似于具有很少的初級匝數(shù)和許多次級匝數(shù)的變壓器。理想情況下，初級電流與次級電流之比與匝數(shù)比成反比，并且電流轉(zhuǎn)換比由初級和次級額定電流標記。從變壓器原理可以知道它不能測量直流電流。通常設計用于功率頻率測量。它的精度是工頻下的一個參數(shù)，其帶寬很窄。它不適用于諧波分析和非正弦測量。電流鉗中的鐵芯分為兩部分，以避免斷開被測電路，這非常便于測量并且被廣泛使用。基于電磁感應原理和霍爾效應有兩種類型。

    電流傳感器基于霍爾效應的電流鉗處理鐵芯中的氣隙，以放置霍爾元件。開環(huán)和閉環(huán)霍爾型電流鉗均可測量直流和交流。開環(huán)霍爾受鐵芯非線性和霍爾元件溫度特性的影響，其精度和線性較差，但成本較低。閉環(huán)霍爾對霍爾元件線性度的依賴性較小，鐵芯在零磁通量下工作，因此其精度要高于開環(huán)。

    傳感器作為現(xiàn)代科學技術(shù)的前沿技術(shù)，被認為是現(xiàn)代信息技術(shù)的三大支柱之一，并且被公認為國內(nèi)外有前途的高科技產(chǎn)業(yè)。傳感器是數(shù)據(jù)收集的來源，它們無處不在。情報前沿所需的態(tài)勢感知基本上是從傳感器開始的。無論是智能制造，智能城市，智能醫(yī)療等，還是智能設備和大數(shù)據(jù)分析，無論智能系統(tǒng)有多大，它都必須從傳感器的前端開始。

    為了提高傳感器的抗干擾能力，輸入接口采用光電耦合器隔離輸入信號與內(nèi)部處理電路的傳輸。因此，輸入端的信號僅驅(qū)動光電耦合器的內(nèi)部LED點亮并被光電耦合器的光電管接收，從而可以可靠地傳輸外部輸入信號。傳感器用戶在選擇和匹配外部傳感器時需要對連接方法有一定的區(qū)分和理解，以便正確使用傳感器和PLC為以后的編程工作和系統(tǒng)穩(wěn)定性奠定基礎。

    交流輸入電路要求外部輸入信號的組件為無源干觸點或交流有源非接觸開關(guān)觸點。為了將其與DC接口區(qū)分開，在光電耦合器之前添加了一個降壓電路和一個橋式整流器電路。將外部組件連接到交流電源后。當活動輸入組件的數(shù)量相對較大，功耗較大且PLC內(nèi)置電源不能滿足要求時，需要配置外部電源。

    傳感器主要用于硬件高速計數(shù)器（HHSC）的輸入，接口電壓為5VDC。在應用中，為了確保高速和高抗噪性，通常使用兩線驅(qū)動方法（Line-Drive）。

    電流傳感器是一種檢測設備，可以感知被測電流的信息，并且可以將檢測到的和感知到的信息轉(zhuǎn)換為符合某些標準。根據(jù)某些規(guī)則滿足信息傳輸?shù)钠渌栊畔⑿问降碾娦盘?，處理，存儲，顯示，記錄和控制要求。電流傳感器使用磁傳感器生成與感應電流成比例的電壓，然后將該電壓放大成與導體中電流成比例的模擬信號輸出。就其結(jié)構(gòu)而言，導體穿過鐵磁體的中心以集中磁場，并且磁傳感器放置在鐵磁體的間隙中。閉環(huán)傳感器使用由電流傳感器IC主動驅(qū)動的線圈來產(chǎn)生與導體中電流相反的電流。磁場。這樣，霍爾傳感器始終在零磁場工作點下工作。

    霍爾原理電流傳感器基于霍爾磁平衡原理（閉環(huán)）和霍爾直接測量（開環(huán)）這兩個基本原理。

    閉環(huán)傳感器尺寸較大，需要更多的PCB空間。由于在驅(qū)動補償線圈時閉環(huán)傳感器需要一定的電流，因此功耗很高。另外，閉環(huán)傳感器需要附加的線圈和驅(qū)動電路，并且比開環(huán)傳感器昂貴。

    開環(huán)形電流傳感器不僅需要鐵磁芯，還需要一個線圈和一個額外的大功率放大器來驅(qū)動線圈。盡管閉環(huán)電流傳感器比開環(huán)架構(gòu)更復雜，但是由于系統(tǒng)僅在零磁場的工作點上運行，因此消除了與霍爾傳感器IC相關(guān)的靈敏度誤差。如果設計合理，則閉環(huán)和開環(huán)霍爾效應電流傳感器通常具有相同的零安培輸出電壓性能，因此兩者的零安培檢測精度非常相似。