电流传感器应用技巧
万方数据
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电流传感器应用技巧
作者：牛余朋， 朱洪升， 朱正斌
作者单位：中国人民解放军96630部队
刊名：
电子制作
英文刊名：ELECTRONICS DIY
年，卷(期)：2011(5)
本文链接：https://www.360docs.net/doc/3317281275.html,/Periodical_dzzz201105018.aspx
H009 AHKC-BS系列20A-500A闭口式霍尔电流传感器参数说明书V1.0
H009AHKC-BS系列闭口式霍尔电流传感器V1.0 1.产品概述 AHKC-BS系列电流传感器的初、次级之间是绝缘的，可用于测量直流、交流和脉冲电流。 2.技术参数及外形尺寸 参数指标 额定输入电流±50～±500A 额定输出电压±5V/±4V 准确级 1.0 电源电压DC±15V（允许波动±20%） 零点失调电压±20mV 失调电压漂移≤±1.0mV/℃ 线性度≤0.2%FS 响应时间≤5us 频宽0～20kHz 绝缘电压 2.5kV/50Hz/1min 工作温度-40℃～85℃ 储存温度-40℃～85℃ 功耗≤0.5W
3.安装方式 4.接线方式 +15V——电源+15V -15V——电源-15V(注意电源正极与负极不可接反) M ——信号输出端正极G ——电源地与信号输出端负极 注：具体接线按实物外壳上的端子编号为准。 5.注意事项 1、霍尔传感器在使用时，为了得到较好的动态特性和灵敏度，必须注意原边线圈和副边线圈之间的耦合，建议使用单根导线且导线完全填满霍尔传感器模块过线孔； 2、霍尔传感器在使用时，在额定输入电流值下才能得到最佳的测量精度，当被测电流远低于额定值时，若要获得最佳精度，原边可使用多匝，即：IpNp=额定安匝数。另外，原边馈线温度不应超过80℃； 3、霍尔电流传感器正常工作时的辅助电源不应超过标定值的±20%； 底板螺钉M4（垫片）安装+15V -15V M G +15V GND -15V 辅助电源信号输出 AO GND
4、霍尔电流传感器在安装使用过程中严禁从高处摔落(≥1m)； 5、不能调节零点、满度调节电位器； 6、辅助电源需要自行配置； 7、电源正负极不能接反。 6.订货范例（0510-********） 例1：AHKC-BS霍尔电流传感器 辅助电源：DC±15V 输入：200A 输出：5V 精度：1级 7、霍尔电流传感器适用场合 霍尔电流传感器主要适用于交流、直流、脉冲等复杂信号的隔离转换，通过霍尔效应原理使变换后的信号能够直接被AD、DSP、PLC、二次仪表等各种采集装置直接采集，广泛应用于电流监控及电池应用、逆变电源及太阳能电源管理系统、直流屏及直流马达驱动、电镀、焊接应用、变频器，UPS伺服控制等系统电流信号采集和反馈控制，具有响应时间快，电流测量范围宽精度高，过载能力强，线性好，抗干扰能力强等优点。
霍尔电流传感器电源消耗电流计算方案
霍尔电流传感器电源消耗电流计算方案 霍尔电流传感器由于具有精度高、线性好、频带宽、响应快、过载能力强和无插入损耗等诸多优点，因而被广泛应用于变频器、逆变器、电源、电焊机、变电站、电解电镀、数控机床、微机监测系统、电网监控系统和需要隔离检测的大电流、电压等各个领域中。霍尔传感器需用到直流电源供电才可正常工作，在做产品设计时需要考虑其功率消耗，本文基于传统的霍尔电流传感器，精确计算其电流消耗，并利用LTspice软件进行仿真，所推导的理论计算公式可为产品设计提供参考。 霍尔电流传感器工作原理 从工作原理上，霍尔电流传感器可以分为霍尔开环电流传感器和霍尔闭环电流传感器。 ●霍尔开环电流传感器 图1 霍尔开环电压传感器的工作原理 霍尔传感器的磁芯使用软磁材料，原边电流产生磁场通过磁芯聚磁，在磁芯切开一个均匀的切口，磁芯气隙处磁感应强度与原边电流成正比，霍尔元件两端感应到的霍尔电压的大小与原边电流及流过霍尔元件电流的乘积成正比，霍尔电压经过放大后作为传感器的输出。其输出关系式满足： VOUT=K*IP*IHall 其中K为固定的常数，其大小通常与磁芯的尺寸，材料性质，气隙开口的宽度，以及处理电路的放大倍数有关。 ●霍尔闭环电流传感器的工作原理： 闭环电流传感器在开环的基础上增加了反馈线圈，霍尔元件两端感应到的霍尔电流经过放大后控制后端的三极管电路产生补偿电流，补偿电路流过缠绕在磁芯上的线圈，产生的磁场与原边电流产生的磁场方向相反，当磁芯气隙处的磁场强度补偿为0时，传感器的输出满足IS=IP/KN,其中KN为补偿线圈的匝数。
图2 霍尔闭环电压传感器的工作原理 传感器的功耗计算 ●开环电流传感器的功耗计算 对于开环电流传感器，因为其输出信号为电压，所以其功耗相对较为稳定。通常霍尔电流传感器的电流设计为采用正负电源供电，其额定输出电压一般为几伏，一般不超过10伏。输出端对负载的要求一般为大于10KΩ，所以流过负载的电流一般小于1个mA。通常开环传感器的电流消耗小于15mA。电流消耗主要是霍尔元件消耗的电流，流入霍尔元件两端的电流通常要求小于20mA，LEM 的产品霍尔电流通常在10mA左右。另外在调压支路还有几mA的电流消耗。这样开环传感器的电流消耗可以维持在十几mA的水平内，通常说明书上标的都是不超过15mA。 ●闭环电流传感器的功耗计算 闭环传感器输出信号为电流，其功耗相对于开环传感器多很多，下面以LF 205-S为例来分析闭环电流传感器的电流消耗。 图3为LF 205-S的原理示意 图4为LF205-S原理图
高精度电流传感器研制_贺兴容
高精度电流传感器研制 贺兴容 (四川省电力公司建设集团公司,四川成都 610041) 摘 要:提出了一种用于绝缘在线监测技术的新型高精度电流传感器的研究方法。该方法旨在普通电流传感器基础上采用电流补偿方法,使传感器工作在磁平衡状态,从而消除电流传感器误差,提高传感器测试精度。实验证明这种方法不仅可行,而且具有补偿效果明显、测试精度高等特点,为进一步提高绝缘在线监测测试精度和稳定性提供了一条新的途径。 关键词:电流传感器;绝缘;在线监测;磁平衡 Abstract:A new method of highly accurate current sensor used in on-line insulation moni tori ng system is presented.In this way, current sensor can work accurately and without any error based on a magnetic force balance by compensating the current.The test re-sults of this method show that i t is not only feasible,but also has a remarkable compensation effect and a higher accuracy.It gives a new way to enhance the accuracy and stabili ty of on-line insulation monitoring system. Key words:curren t sensor;insulation;on-line monitoring;magnetic force balance 中图分类号:TM835 文献标识码:B 文章编号:1003-6954(2006)05-0055-02 提出一种基于电流补偿技术的新方法,采用电子 电路能自适应补偿的电流传感器,它具有补偿效果明显、带负载能力强及具有较强的抗干扰能力等特点,为研制高精度的电流互感器提供了一种新的途径,提高了绝缘在线监测测量精度。 1 高精度电流传感器基本原理 绝缘在线监测电流传感器工作原理类似于传统的电流互感器,它采用穿芯式环形结构,通过在普通型电流传感器的副边接入补偿电路,检测激磁电流产生的磁势,根据电磁感应定律将磁通转变成电压,经运放放大后在补偿绕组中产生电流,最终以磁势形式补偿,使传感器工作在磁平衡状态,形成磁闭环,从而提高传感器负载能力和转换精度。 2 高精度电流传感器的传输特性分析 当传感器原边通以电流时,在副边取电压信号,故其传递函数为: H= U2/ U1 当外接负荷R L时,如图1示(图中以P算子代替j )。由电路理论知: U2= R m j L m(1 j C 2 R L) R m j L m+r 2+j L 2 + 1 j C 2 R (1) H i(j ) jR L R m L m m L m L m2 L2 2L m m m L2 m2m2 (2) 其幅频特性为: H L=|H i(j )|=H= U2/ U1= R L R m L m [R m R L- 2L m(R L R m C 2 +R L C 2 r 2)]2+ 2[R L L m+R m L m+R L C 2 (R m r 2- 2L m L 2 )]2 (3) 相频特性为: Q1= arctg R m R L- 2L m(R L R m C 2 +R L C 2 r 2) [R L L m+R m L m+R L C 2 (R m r 2- 2L m L 2 )] (4) 图1 传感器传输特性分析 对于工程设计,可将进一步简化。一般C2 为pF 数量级,L2 为 H数量级,故在低频时, 2L2 C25 <
各种电流检测方式的比较
浅谈电流检测方式 一、检测电阻+运放 优势： 成本低、精度较高、体积小 劣势： 温漂较大，精密电阻的选择较难，无隔离效果。 分析： 这两种拓扑结构，都存在一定的风险性，低端检测电路易对地线造成干扰；高端检测，电阻与运放的选择要求高。 检测电阻，成本低廉的一般精度较低，温漂大，而如果要选用精度高的，温漂小的，则需要用到合金电阻，成本将大大提高。运放成本低的，钳位电压低，而特殊工艺的，则成本上升很多。 二、电流互感器CT/电压互感器PT 在变压器理论中，一、二次电压比等于匝数比，电流比为匝数比的倒数。而CT和PT就是特殊的变压器。基本构造上，CT的一次侧匝数少，二次侧匝数多，如果二次开路，则二次侧电压很高，会击穿绕阻和回路的绝缘，伤及设备和人身。PT相反，一次侧匝数多，二次侧匝数少，如果二次短路，则二次侧电流很大，使回路发热，烧毁绕阻及负载回路电气。 CT,电流互感器，英文拼写Current Transformer，是将一次侧的大电流，按比例变为适合通过仪表或继电器使用的，额定电流为5A或1A的变换设备。它的工作原理和变压器相似。也称作TA 或LH（旧符号）工作特点和要求： 1、一次绕组与高压回路串联，只取决于所在高压回路电流，而与二次负荷大小无关。 2、二次回路不允许开路，否则会产生危险的高电压，危及人身及设备安全。 3、CT二次回路必须有一点直接接地，防止一、二次绕组绝缘击穿后产生对地高电压，但仅一点接地。
4、变换的准确性。 PT，电压互感器，英文拼写Phase voltage Transformers，是将一次侧的高电压按比例变为适合仪表或继电器使用的额定电压为100V的变换设备。电磁式电压互感器的工作原理和变压器相同。也称作TV或YH（旧符号）。 工作特点和要求： 1、一次绕组与高压电路并联。 2、二次绕组不允许短路（短路电流烧毁PT）,装有熔断器。 3、二次绕组有一点直接接地。 4、变换的准确性 模块型霍尔电流传感器 模块型霍尔电流传感器分开环模式与闭环模式。 开环模式又称为直接测量式霍尔电流传感器，输入为电流，输出为电压。这种方式的优点是结构简单，测量结果的精度和线性度都较高。可测直流、交流和各种波形的电流。但它的测量范围、带宽等受到一定的限制。在这种应用中，霍尔器件是磁场检测器，它检测的是磁芯气隙中的磁感应强度。电流增大后，磁芯可能达到饱和；随着频率升高，磁芯中的涡流损耗、磁滞损耗等也会随之升高。这些都会对测量精度产生影响。当然，也可采取一些改进措施来降低这些影响，例如选择饱和磁感应强度高的磁芯材料；制成多层磁芯；采用多个霍尔元件来进行检测等等。 开环模式的结构原理见下图 根据检测量程的需求，一般分为以下两种绕线模式，左图为小量程的结构图，右图为大量程的结构图。 闭环模式又称为零磁通模式或磁平衡模式，其输入与输出端均为电流信号。原理见下图
霍尔电流传感器说明书
'4 &, ????????????FS500EK1 Hall-effect Current Sensor Series ??????????????????????????????????ф????????????ǎ Open loop current sensor based on the principle of Hall-effect. It can be used for measuring AC,DC,pulsed and mi. ?????1,+15V 2,-15V 3,V out 4,0V(???) OFS,????GIN,???? Elucidation: 1:+15V 2:–15V 3: VOUT 4:0V(GND) OFS:Zero adjustment GIN:Gain adjustment ????/Remarks 1???????????????ǎ????????????????????????????????????ǎ2???????????????????????ǎ 3??????????????К???????????ǎ·Incorrect connection may lead to the damage of the sensor. ·VOUT is positive when the IP flows in the direction of the arrow. ???/Electrical characteristics ??Type ?????К?? Primary nominal input current ???????? Measuring range of primary current ????????Nominal output voltage ???? Supply voltage ???? Current consumption ???? Insulation voltage ???Linearity ??????Offset voltage ?????Residual voltage ??????Thermal drift of V0???? Response time ????(-3dB) Frequency bandwidth(-3dB) ?????? Ambient operating temperature ?????? Ambient storage temperature ???? Load resistance ?юStandard FS050EK1FS100EK1 FS200EK1 FS300EK1FS400EK1 FS500EK1 50 100 200 300 400 5000～±100 0～±200 0～±400 0～±600 0～±800 0～±1000 4±1%±12～±15(±5%) V C =±15V <25 ??????????2 .5KV ???/50Hz/1?? <1 T A =25℃ I PN ? I P =0 T A =-25?+85? <±1 DC ?20-25?+85 .GI/FS-0105 -40?+100A A V V mA %FS mV mV mV/℃?V kHz ℃℃??????mm ?/Dimensions of drawing (mm) I PN I P V OUT V C I C V d ?L V 0V OM V OT Tr f T A T S R L 5 electronics
电流传感器
电流传感器 电流传感器- 技术 电流传感器 伴随着城市人口和建设规模的扩大，各种用电设备的增多，用电量越来越大，城市的供电设备经常超负荷运转， 用电环境变得越来越恶劣，对电源的“考验”越来越严重。据统计，每天，用电设备都要遭受120次左右各种的电 源问题的侵扰，电子设备故障的60%来自电源。因此，电源问题的重要性日益凸显出来。原先作为配角，资金 投入较少的电源越来越受到厂商和研究人员的重视，电源技术遂发展成为一门崭新的技术。小小的电源设备已经融合了越来越多的新技术。例如开关电源、硬开关、软开关、参数稳压、线性反馈稳压、磁放大器技术、数控调压、PWM、SPWM、电磁兼容等等。实际需求直接推动电源技术不断发展和进步，为了自动检测和显示电流，并在过流、过压等危害情况发生时具有自动保护功能和更高级的智能控制，具有传感检测、传感采样、传感保护的电源技术渐成趋势，检测电流或电压的传感器便应运而生并在中国开始受到广大电源设计 者的青睐。 电流传感器- 工作原理
电流传感器 从直流电到几十千赫兹的交流电，其所依据的工作原理主要是霍尔效应，当原边导线经过电流传感器时，原边电流IP会产生磁力线①，原边磁力线集中在磁芯②周围，内置在磁芯气隙中的霍尔电极③可产生和原边磁力线①成正比的大小仅几毫伏的电压，电子电路④可把这个微小的信号转变成副边 电流IS⑤，并存在以下关系式： (1)其中，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。 电流传感器的输出信号是副边电流IS，它与输入信号（原边电流IP）成正比，IS一般很小，只有100~400mA。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输出电压信号。 电流传感器- 分类
霍尔电流传感器提高精度的方法
霍尔电流传感器基于磁平衡式霍尔原理，根据霍尔效应原理，从霍尔元件的控制电流端通人电流Ic，并在霍尔元件平面的法线方向上施加磁场强度为B 的磁场，那么在垂直于电流和磁场方向（即霍尔输出端之间），将产生一个电势VH，称其为霍尔电势，其大小正比于控制电流I。下面就让艾驰商城小编对霍尔电流传感器提高精度的方法来一一为大家做介绍吧。 霍尔电流传感器提高量精度、首先在安装接线、即时标定校准和使用工作环境考虑外，还需要通过以下方法来进行提高： 1、原边导线应放置于传感器内孔中心，尽可能不要放偏; 2、原边导线尽可能完全放满传感器内孔，不要留有空隙; 3、需要测量的电流应接近于传感器的标准额定值ipn，不要相差太大。如条件所限，手头仅有一个额定值很高的传感器，而欲测量的电流值又低于额定值很多，为了提高测量精度，可以把原边导线多绕几圈，使之接近额定值。例如当用额定值100a的传感器去测量10a的电流时，为提高精度可将原边导线在传感器的内孔中心绕十圈（一般情况，np=1;在内孔中绕一圈，np=2;……;绕九圈，np=10，则np×10a=100a与传感器的额定值相等，从而可提高精度）; 4、当欲测量的电流值为ipn/10的时，在25℃仍然可以有较高的精度。 艾驰商城是国内最专业的MRO工业品网购平台，正品现货、优势价格、迅捷配送，是一站式采购的工业品商城！具有10年工业用品电子商务领域研究，以强大的信息通道建设的优势，以及依托线下贸易交易市场在工业用品行业上游供应链的整合能力，为广大的用户提供了传感器、图尔克传感器、变频器、断路器、继电器、PLC、工控机、仪器仪表、气缸、五金工具、伺服电机、劳保用品等一系列自动化的工控产品。 如需进一步了解图尔克、奥托尼克斯、科瑞、山武、倍加福、邦纳、亚德客、施克等各类传感器的选型，报价，采购，参数，图片，批发信息，请关注艾驰商城https://www.360docs.net/doc/3317281275.html,/
DIT系列高精度数字电流传感器使用说明书
DIT系列 高精度数字电流传感器 使用说明书 V1.5 成立于2017年的航智精密，坐落于最具创新精神的深圳。凭借强大的研发团队，秉承以技术创新为动力，以市场结果为导向的理念，航智精密立足高精度直流传感器领域，打破国外企业该领域市场垄断的现状，力争发展成为国际领先的直流系统领域精密电子的领军企业。 基于技术集成与创新，航智精密研发了业界第一款高精度数字电流传感器及高精度、低成本、全量程为主要特点的模拟电流传感器。该产品在降低行业成本、提高行业效率和增强用户体验体验上具备行业领先定位，并在创新创业赛事中屡获佳绩，赢得社会各界广泛关注和支持。 航天品质，匠心制造。让高精度直流传感器进入普及时代，这是航智精密人孜孜以求的梦想。作为一家有强烈责任感、使命感的企业，航智精密正在以服务型的品牌营销及定制化的产品理念发力市场，并成功通过资本融资助力运营质量，为建设一个不断创新的分享型企业而奋斗！
目录 1前言 (3) 1.1装箱内容确认 (3) 1.2附件 (3) 2概述 (5) 2.1产品概要 (5) 2.2核心技术 (5) 2.3性能特点 (5) 2.4应用领域 (5) 3产品选型及技术参数 (6) 3.1产品选型表 (6) 3.2技术参数(RG-量程值) (7) 4接口说明 (8) 4.1DB9接线端子定义（DB9公头） (8) 4.2凤凰端子定义 (8) 4.3运行指示灯 (8) 5尺寸说明 (9) 5.1DIT1、DIT5、DIT60、DIT200、DIT300、DIT400型号 (9) 5.2DIT600、DIT1000型号 (10) 附录1 通信协议 (11)
穿孔式电流传感器BA05等系列说明书
BA系列交流电流传感器 安科瑞邱红 江苏安科瑞电器制造有限公司江苏江阴 1产品概述 BA系列交流电流传感器采用电磁感应原理，对电网中的交流电流进行实时测量，采用精密恒流技术和线性温度补偿技术，将其隔离变换为标准的直流信号输出。为PLC或DCS系交流电流传感器统一提供电流信号。采用24伏或12伏安全电压供电，具有过载能力强、高精度、高隔离、高安全性、低功耗等特点，可广泛用于工业自动化领域。 2型号说明 3技术指标
?BA05电流传感器 ?BA10电流传感器
?BA20电流传感器 ?BA50电流传感器 5、接线示例 如图所示穿心输入Iac，电流输出型传感器的输出为共地电流源，电压输出型传感器的输出为共地电压源。图中RL是用户负载，输出为电流时，负载≤400Ω（12V供电）或≤800Ω（24V供电）；输出为电压时负载≥1kΩ。
6实际应用 下面以无锡某空调设备生产公司为例，介绍BA系列交流电流传感器在工业制冷设备中的应用。 无锡某空调设备生产公司是一家致力于生产、销售、维护工业制冷设备为一体的企业，产品主要包括风冷式冷水机组、水冷螺杆式冷水机组、水冷箱式冷水机组、风冷式油冷机组，冷冻除湿机等。产品广泛适用于医药、化工、食品、注塑、电子、造纸印刷等多个行业。 该单位生产的水冷式冷水机组（图1）采用名牌压缩机及电控元件加工制造，配套壳管式冷凝器及不锈钢水箱式、板式、壳管式蒸发器，外形美观、冷量充足、效能高、易于维护。 图1：水冷式冷水机组 其产品内部的电器控制部分，机组启动与控制的所有元件均安装在电控箱（图2）内，由工厂接线并完成功能测试，电器控制部分包括：文本控制器、主接触器、塑壳断路器等。
第5章高频局部放电检测技术(DOC)
《电网设备状态检修技术（带电检测分册）》 第五章高频局部放电检测技术 目录 第1节高频局部放电检测技术概述 (2) 1.1 发展历程 (2) 1.2 技术特点 (3) 1.2.1 技术优势及局限性 (3) 1.2.1 局限性 (3) 1.2.3 适用范围 (4) 1.3 应用情况 (4) 第2节高频局部放电检测技术基本原理 (4) 2.1 罗氏线圈基本知识 (4) 2.2 高频局部放电检测基本原理 (6) 2.3 高频局部放电检测装置组成及原理 (7) 第3节高频局部放电检测及诊断方法 (9) 3.1 检测方法 (9) 3.1.1 电力电缆 (9) 3.1.2 其他电力设备 (10) 3.2 诊断方法 (11) 第四节典型高频局部放电案例分析 (14) 4.1 110kV 电缆GIS终端内部气隙局部放电缺陷案例 (14) 参考文献 (16)
第1节高频局部放电检测技术概述 1.1 发展历程 高频局部放电检测方法是用于电力设备局部放电缺陷检测与定位的常用测量方法之一，其检测频率范围通常在3MHz到30MHz之间。高频局部放电检测技术可广泛应用于电力电缆及其附件、变压器、电抗器、旋转电机等电力设备的局放检测，其高频脉冲电流信号可以由电感式耦合传感器或电容式耦合传感器进行耦合，也可以由特殊设计的探针对信号进行耦合。 高频局部放电检测方法，根据传感器类型主要分为电容型传感器和电感型传感器。电感型传感器中高频电流传感器（High Frequency Current Transformer ，HFCT）具有便携性强、安装方便、现场抗干扰能力较好等优点，因此应用最为广泛，其工作方式是对流经电力设备的接地线、中性点接线以及电缆本体中放电脉冲电流信号进行检测，高频电流传感器多采用罗格夫斯基线圈结构。 罗格夫斯基线圈（Rogowski coils，简称罗氏线圈）用于电流检测领域已有几十年历史。早在1887年英国布里斯托大学的茶托克教授即进行了研究，把一个长而且形状可变的线圈作为磁位差计，并且通过测量磁路中的磁阻，试图研究更加理想的直流发电机。罗格夫斯基线圈检测技术在20世纪90年代被英国的公立电力公司（CEGB）用在名为“El-Cid”的新技术里，用于测试发电机和电动机的定子[1]。罗氏线圈自公布起就受到了很多学者的重视，对于罗格夫斯基线圈的应用也越来越广泛，1963年英国伦敦的库伯在理论上对罗格夫斯基线圈的高频响应进行了分析，奠定了罗格夫斯基线圈在大功率脉冲技术中应用的理论基础[2]。20世纪中后期以来，国外一些专家学者和公司纷纷对罗氏线圈在电力上的应用进行了大量的研究，并取得了显著的成果。如法国ALSTHOM公司有一些基于罗氏线圈电流互感器产品问世，其主要研究无源电子式互感器，在20世纪80年代英国Rocoil公司实现了罗格夫斯基线圈系列化和产业化。总而言之，在世界范围内对于罗格夫斯基线圈传感器的研究，于20世纪60年代兴起，在80年代取得突破性进展，并有多种样机挂网试运行，90年代开始进入实用化阶段。尤其进入21世纪以来，微处理机和数字处理器技术的成熟，为研制新型的高频电流传感器奠定了基础。20世纪90年代欧洲学者将罗氏线圈应用于局部放电检测，效果良好，并得到了广泛应用。例如意大利的博洛尼亚大学的G.C. Montanari
霍尔电流传感器选型方法及工作原理
霍尔电流传感器选型方法及工作原理 霍尔电流传感器概述 霍尔电流传感器基于磁平衡式霍尔原理，根据霍尔效应原理，从霍尔元件的控制电流端通入电流Ic，并在霍尔元件平面的法线方向上施加磁场强度为B的磁场，那么在垂直于电流和磁场方向（即霍尔输出端之间），将产生一个电势VH，称其为霍尔电势，其大小正比于控制电流I。与磁场强度B的乘积。即有式中：K为霍尔系数，由霍尔元件的材料决定;I。为控制电流;B为磁场强度;VH为霍尔电势。市面上常见的霍尔电流传感器是深圳泰德兰电子科技代理的霍尼韦尔（Honeywell）的霍尔电流传感器。 霍尔电流传感器工作原理 霍尔器件是一种采用半导体材料制成的磁电转换器件。如果在输入端通入控制电流IC，当有一磁场B穿过该器件感磁面，则在输出端出现霍尔电势VH。霍尔电势VH的大小与控制电流IC和磁通密度B的乘积成正比，即：VH=KHICBsinΘ。霍尔电流传感器是按照霍尔效应原理制成，对安培定律加以应用，即在载流导体周围产生一正比于该电流的磁场，而霍尔器件则用来测量这一磁场。因此，使电流的非接触测量成为可能。通过测量霍尔电势的大小间接测量载流导体电流的大小。因此，电流传感器经过了电－磁－电的绝缘隔离转换。 1、直放式（开环）电流传感器（CS系列）
当原边电流IP流过一根长导线时，在导线周围将产生一磁场，这一磁场的大小与流过导线的电流成正比，产生的磁场聚集在磁环内，通过磁环气隙中霍尔元件进行测量并放大输出，其输出电压VS精确的反映原边电流IP。一般的额定输出标定为4V。 2、磁平衡式（闭环）电流传感器（CSM系列） 磁平衡式电流传感器也称补偿式传感器，即原边电流Ip在聚磁环处所产生的磁场通过一个次级线圈电流所产生的磁场进行补偿，其补偿电流Is精确的反映原边电流Ip，从而使霍尔器件处于检测零磁通的工作状态。 具体工作过程为：当主回路有一电流通过时，在导线上产生的磁场被磁环聚集并感应到霍尔器件上，所产生的信号输出用于驱动功率管并使其导通，从而获得一个补偿电流Is。这一电流再通过多匝绕组产生磁场，该磁场与被测电流产生的磁场正好相反，因而补偿了原来的磁场，使霍尔器件的输出逐渐减小。当与Ip与匝数相乘所产生的磁场相等时，Is 不再增加，这时的霍尔器件起到指示零磁通的作用，此时可以通过Is来测试Ip。当Ip变化时，平衡受到破坏，霍尔器件有信号输出，即重复上述过程重新达到平衡。被测电流的任何变化都会破坏这一平衡。一旦磁场失去平衡，霍尔器件就有信号输出。经功率放大后，立即就有相应的电流流过次级绕组以对失衡的磁场进行补偿。从磁场失衡到再次平衡，所需的时间理论上不到1μs，这是一个动态平衡的过程。因此，从宏观上看，次级的补偿电流安匝数在任何时间都与初级被测电流的安匝数相等。 3、霍尔电压（闭环）传感器（VSM系列）
各种类型传感器综述
中国工业现代化的进程和电子信息产业以20%以上的速度连续高速 增长，带动了传感器市场的快速上升。传感器市场规模从2004年的18.59亿美元增长到2006年的29.32亿美元，年复合增长率达25.6%。预计2007年将增长27.2%，达到37.08亿美元。 中国传感器需求规模快速增长的主要动力来自于工业电子设备 和汽车电子、通信电子、消费电子和专用电子设备等。工业电子设备和汽车电子是电子信息产业中增长最快的行业，也是传感器应用最多的领域，如测量各种工艺变量、电子特性和物理量，以及传统的运动/定位等。 近年来中国汽车产业呈现持续高速增长态势，2006年中国汽车整车产量达728万辆，同比增长27.3%。乘用车产量就达523万辆，同比增长32.8%。目前一辆普通家用轿车上大约会安装几十到近百只传感器，豪华轿车传感器数量可多达二百余只，种类达几十种。二者所用传感器约占整个市场的三分之一。中国还是程控交换机、移动通信基站、手机、传真机等电子产品制造大国，通信产业也是传感器的重要应用领域。2006年中国手机产量突破4.8亿部，预计2007年可达6.2亿部，手机产量的大幅增长及手机功能的不断增加给传感器市场带来新的机遇，在该领域应用的传感器约占市场份额的四分之一。此外中国是全球白家电（包括家用空调、电冰箱和洗衣机）生产和出口大国，2006年总产量达1.5亿台，预计2007年可达1.66亿台，2006年所用传感器约占市场五分之一。近几年，传感器在医疗、环保、气象等专用电子设备中的应用也快速增长，所用传感器占市场份额的15%左右。上
述行业对传感器的大量需求，为中国大陆传感器产业提供了很好的发展机遇。 据统计，目前中国大陆有455家从事敏感元件及传感器生产厂家，而整个产业链上下游所涉及的企业更是多达1,400多家，传感器年产量突破24亿只，呈现出良好的发展态势。但敏感元件与传感器的研制、生产集中在东部沿海地区，产量较大的企业包括欧姆龙（上海）有限公司、爱科电子（珠海保税区）有限公司、杭州大和热磁电子有限公司、精量电子（深圳）有限公司等，而其它95%以上属小型企业，综合实力较强的骨干企业较少。目前能批量生产的产品涉及光敏、电压敏、热敏、力敏、气敏、磁敏和湿敏7大类，约3,000多个品种，年销售量较高的企业集中在北京、上海、江苏、陕西、广东、浙江等省市。目前全球传感器种类约有2万种，而中国大陆目前仅有3,000多种，尚有大量的品种短缺。 据中国电子元件协会统计，2006年中国大陆传感器产品总销售收入为97.43亿元人民币（约12.18亿美元），同比增长12.2%。2004～2006年的年复合增长率为11.3%。2006年出口额为6.58亿美元，占总销售额的55.8%，较2005年相比增长了8.6%。
简单易懂的霍尔电流传感器使用原理及相关霍尔型号
1、开环（直放式）霍尔电流传感器 当原边电流I P流过一根长导线时，在导线周围将产生一磁场，这一磁场的大小与流过导线的电流成正比，产生的磁场聚集在磁环内，通过磁环气隙中霍尔元件（如HG-302C）进行测量并放大输出，其输出电压V S精确的反映原边电流I P。一般的额定输出标定为4V。开环霍尔电流传感器的优点是结构简单，可靠性好，过载能力强，体积较小，开环式霍尔电流传感器一般线性度角差，且原边信号在上升和下降过程中副边输出会有不同。开环式霍尔电流传感器精度通常劣于1%。?一般开环电流传感器采用的霍尔是 HG-106A,HG-106C,HG-166A,HG-302A,HG-302C,HG-362A,SS495A,SS495A1。 2、闭环（磁平衡式）霍尔电流传感器 磁平衡式电流传感器也称补偿式传感器，即原边电流Ip在聚磁环处所产生的磁场通过一个次级线圈电流所产生的磁场进行补偿，其补偿电流Is精确的反映原边电流Ip，从而使霍尔器件（如HW-300B,HW-302B）处于检测零磁通的工作状态。 当主回路有一电流通过时，在导线上产生的磁场被磁环聚集并感应到霍尔器件上，所产生的信号输出用于驱动功率管并使其导通，从而获得一个补偿电流Is。这一电流再通过多匝绕组产生磁场，该磁场与被测电流产生的磁场正好相反，因而补偿了原来的磁场，使霍尔器件的输出逐渐减小。当与Ip与匝数相乘所产生的磁场相等时，Is不再增加，这时的霍尔器件起到指示零磁通的作用，此时可以通过Is来测试Ip。当Ip变化时，平衡受到破坏，霍尔器件有信号输出，即重复上述过程重新达到平衡。被测电流的任何变化都会破坏这一平衡。一旦磁场失去平衡，霍尔器件（HW-300B,HW-302B）就有信号输出。经功率放大后，立即就有相应的电流流过次级绕组以对失衡的磁场进行补偿。从磁场失衡到再次平衡，所需的时间理论上不
电流检测方法
浅谈电流检测方式 +一、检测电阻运放优势：成本低、精度较高、体积小劣势：温漂较大，精密电阻的选择较难，无隔离效果。分析：这两种拓扑结构，都存在一定的风险性，低端检测电路易对地线造成干扰；高端检测，电阻与运放的选择要求高。成本将大大提高。温漂小的，则需要用到合金电阻，而如果要选用精度高的，成本低廉的一般精度较低，检测电阻，温漂大，运放成本低的，钳位电压低，而特殊工艺的，则成本上升很多。 PT 电压互感器二、电流互感器CT/ CT 基本构造上，和在变压器理论中，一、二次电压比等于匝数比，电流比为匝数比的倒数。而CTPT就是特殊的变压器。相PT的一次侧匝数少，二次侧匝数多，如果二次开路，则二次侧电压很高，会击穿绕阻和回路的绝缘，伤及设备和人身。反，一次侧匝数多，二次侧匝数少，如果二次短路，则二次侧电流很大，使回路发热，烧毁绕阻及负载回路电气。，是将一次侧的大电流，按比例变为适合通过仪表或继电器使用的，额定电流
互感器，英文拼写CT,Current Transformer LH（旧符号）工作特点和要求：的变换设备。它的工作原理和变压器相似。也称作TA或电流为5A或1A 、一次绕组与高压回路串联，只取决于所在高压回路电流，而与二次负荷大小无关。1 、二次回路不允许开路，否则会产生危险的高电压，危及人身及设备安全。2 二次回路必须有一点直接接地，防止一、二次绕组绝缘击穿后产生对地高电压，但仅一点接地。、CT3 、变换的准确性。4，是将一次侧的高电压按比例变为适合仪表或继电器使用的额定，电压互感器，英文拼写Phase voltage TransformersPT （旧符号）。或的变换设备。电磁式电压互感器的工作原理和变压器相同。也称作TVYH电压为100V 工作特点和要求：、一次绕组与高压电路并联。1 装有熔断器。）2、二次绕组不允许短路（短路电流烧毁PT, 3、二次绕组有一点直接接地。、变换的准确性4 模块型霍尔电流传感器模块型霍尔电流传感器分开环模式与闭环模式。开环模式又称为直接测量式霍尔电流传感器，输入为电流，输出为电压。这种方式的优点是结构简单，测量结果的精度和线性度都较高。可测直流、交流和各种波形的电流。但它的测量范围、带宽等受到一定的限制。在这种应用中，霍尔器件是磁场检测器，它检测的是磁芯气隙中的磁感应强度。电流增大后，磁芯可能达到饱和；随着频率升高，磁芯中的涡流损耗、磁滞损耗等也会随之升高。这些都会对测量精度产生影响。当然，也可采取一些改进措施来降低这些影响，例如选择饱和磁感应强度高的磁
电压电流传感器使用指南
一、传感器的结构和安装问题 科海模块传感器通过产品，型号标明了测量额定值﹑输出类型﹑安装方式﹑外形结构﹑标准型还是非标准型。 在产品出厂时，产品的序列号会在产品的底部标示出来，以便产品具有可追逆性。 科海模块传感器品种种类繁多，从结构上分主要有以下几种： （1）线路板插针焊接式安装：既在线路板上做上线条，将传感器焊接在线路板上，如同一个元件一样。其优点是体积 小﹑重量轻﹑节省空间﹑易于安装。 （2）螺钉紧固型安装：即将传感器用螺钉拧在机箱底部或某个固定位置上，对外连接是各种不同的端子引线连接。其优点是牢固﹑方便﹑易于拆卸。 （3）导轨型安装：既在传感器的底部有标准的35mm宽的燕尾槽，可以卡式安装。其优点是方便，具有通用性，适合于 野外做业安装。 从原边接入上分有 （1）接触式测量：既测量量须接入到传感器中，传感器是串入到原边电路中的。电压传感器，部分小电流传感器及5A 变送器均为接触式测量。 （2）非接触式测量：既所要测量的量无须断路，原边电路穿过传感器既可。电流传感器均为非接触式测量。
为了适于各种复杂环境下的使用，科海模块还有屏蔽型的传感器防强电磁干扰，军品级传感器适于温度变化范围较宽的环境使用。 二、传感器应用计算 为了在使用范围内更好地用好传感器，用户应了解一些传感器的简单计算方法。 1、电流传感器 磁平衡式电流传感器，输出量为电流。当取电压为输出量时，若取5V输出无须计算，传感器足以具备5V的输出能力。若高于5V输出，最大能输出多少电压，要看工作电源电压和内阻值。以KT100A/P电流传感器为例 工作电压V＝15V 内阻R内＝25Ω内部管压降Vce ＝0.7V 则最大输出电压能力U0max＝V-Vce-Io×R内＝15V-0.7V-1 00mA×25Ω＝11.8V 由此可以计算出最大输出电流能力，也就是传感器所测电流的最高值 既：Iomax（R内+RL）=V-Vce 若负载电阻RL=50Ω 则Iomax=（V-Vce）/（R内+ RL）=（15V-0.7V）/（25Ω+ 50Ω）=190 mA 为便于计算将传感器内阻R内列于表下： 电流传感器副边内阻表
零磁通电流传感器的研制_王伟杰 传感器技术
设计与制造 零磁通电流传感器的研制3 王伟杰,卫 军,赵学增,聂 鹏 (哈尔滨工业大学机电学院,黑龙江哈尔滨150001) 摘 要:对电流传感器的误差进行了分析,研制了一种用于高压电容性设备在线监测的穿心式高准确度微电流传感器。通过单片机系统,对激磁电流进行补偿,使传感器近似工作在“零磁通”状态。测试表明,补偿收到了良好的效果。 关键词:电流传感器;零磁通;补偿;单片机 中图分类号:TP212 文献标识码:B 文章编号:1000-9787(2003)08-0024-03 Development on the current transducer with zero flux WAN G Wei2jie,WEI J un,ZHAO Xue2zeng,N IE Peng (Coll of E lec and Mech E ngin,H arbin I nstitute of T echnology,H arbin150001,China) Abstract:The error of the current transducer is analyzed.A type of low current transducer with cored structure and high accuracy is described which is specially designed for on line monitoring of high voltage apparatus.The circuit in the transducer can track the variation of magnetizing current and compensate it by single chip processor systems automatically to assure the magnetic core working in“zero flux”condition.The test of the current transducer shows that the design gets satisfactory results. K ey w ords:current transducer;zero flux;compensation;single chip processor 0 引 言 测量用的传感器及其测试仪器是经典的电工仪 器,发展至今约有一个世纪。随着生产技术的发展, 一方面对传感器提出各种新的要求,另一方面新材 料新技术提高了传感器的性能[1]。在电力设备状 态监测技术中,微电流(μA,mA级)传感器应用越来 越广泛。单匝穿心式微电流传感器由于其原副边隔 离,对设备接线无影响等特点,成为高压电容性设备 在线监测用电流传感器的首选。对于此种电流传感 器,要求其准确度高,有良好的抗电磁干扰能力和长 时间的稳定性,因此,选择正确的误差补偿方法是问 题的关键。 1 电流传感器的误差分析及补偿方法 对于理想电流传感器,电流传感器的铁心如果不消耗 能量,那么一次绕组的能量全部传递到二次绕组。则有 E1I1=E2I2, E1 E2= N1 N2 , 收稿日期:2003-02-24 3基金项目:黑龙江省电力局科技攻关项目(200175)式中 E1,E2为一次绕组、二次绕组感应电势; I1,I2,为一次绕组、二次绕组电流; N1,N2为一次绕组、二次绕组的匝数。 理想电流传感器的电流比为K= I1 I2 = N2 N1 . 这就是电流传感器计算的基本公式。可由上式计算电流比和一次绕组、二次绕组匝数。还可得出I1N1=I2N2. 电流与匝数的积,称安匝数,单位安匝。电流传感器一次绕组安匝数等于二次绕组安匝数。但实际上电流传感器在工作中不可避免有能量的损失。电流传感器误差的主要原因在于激磁电流也即激磁安匝的存在。要使二次绕组产生电流,必须要有激磁电流I0来激磁才产生感应电势,从而产生电流。激磁电流由一次绕组提供。激磁电流I0与一次绕组匝数N1的积I0N1,叫激磁安匝或激磁磁动势。就是一次绕组安匝I1N1要扣除激磁安匝I0N1才传递到二次绕组,这时误差产生了。I0N1所引起的误差[2],通常表示为 42 传感器技术(Journal of Transducer Technology) 2003年第22卷第8期
H006 AHKC-HB系列开口式霍尔电流传感器2000A-8000A使用说明V1.0
H006AHKC-HB系列开口式霍尔电流传感器V1.0 1.产品概述 AHKC-HB系列开口式霍尔电流传感器是应用霍尔效应原理开发的新一代电流传感器，能在电隔离条件下测量直流、交流、脉冲以及各种不规则波形的电流。 2.技术参数及外形尺寸 参数指标 额定输入电流±2000～±20000A 额定输出电压±5V/±4V 准确级 1.0 电源电压DC±15V（允许波动±20%） 零点失调电压±20mV 失调电压漂移≤±1.0mV/℃ 线性度≤0.2%FS 响应时间≤5us 频宽0～20kHz 绝缘电压 2.5kV/50Hz/1min 工作温度-40℃～85℃ 储存温度-40℃～85℃ 功耗≤0.5W
3.安装方式 4.接线方式 +15V——电源+15V -15V——电源-15V(注意电源正极与负极不可接反) M ——信号输出端正极G ——电源地与信号输出端负极 注：具体接线按实物外壳上的端子编号为准。 5.注意事项 1、霍尔传感器在使用时，为了得到较好的动态特性和灵敏度，必须注意原边线圈和副边线圈之间的耦合，建议使用单根导线且导线完全填满霍尔传感器模块过线孔； 2、霍尔传感器在使用时，在额定输入电流值下才能得到最佳的测量精度，当被测电流远低于额定值时，若要获得最佳精度，原边可使用多匝，即：IpNp=额定安匝数。另外，原边馈线温度不应超过80℃； 3、霍尔电流传感器正常工作时的辅助电源不应超过标定值的±20%；螺丝固定在母排上+15V -15V M G +15V GND -15V 辅助电源信号输出 AO GND
4、霍尔电流传感器在安装使用过程中严禁从高处摔落(≥1m)； 5、不能调节零点、满度调节电位器； 6、辅助电源需要自行配置； 7、电源正负极不能接反。 6.订货范例 例1：AHKC-HB霍尔电流传感器 辅助电源：DC±15V 输入：5000A 输出：5V 精度：1级 7、霍尔电流传感器适用场合 霍尔电流传感器主要适用于交流、直流、脉冲等复杂信号的隔离转换，通过霍尔效应原理使变换后的信号能够直接被AD、DSP、PLC、二次仪表等各种采集装置直接采集，广泛应用于电流监控及电池应用、逆变电源及太阳能电源管理系统、直流屏及直流马达驱动、电镀、焊接应用、变频器，UPS伺服控制等系统电流信号采集和反馈控制，具有响应时间快，电流测量范围宽精度高，过载能力强，线性好，抗干扰能力强等优点。