磁通门电流传感器工作原理图文详解
磁通门电流传感器工作原理图文详解
磁通门电流传感器是一种是以磁通门技术为基本原理，加上闭环控制在电子电路中的应用，磁通门传感器具有分辨力高、测量弱磁场范围宽、可靠、能够直接测量磁场的分量和适于在速运动系统中使用等特点。下面本文就对磁通门电流传感器的工作原理及构成等进行详细介绍。
磁通门电流传感器工作原理磁通门传感器的工作原理是基于铁芯材料的非线性磁化特性，其敏感元件为高磁导率、易饱和材料制成的铁芯，有两个绕组围绕该铁芯：一个是激励线圈，另一个是信号线圈。在交变激励信号fl的磁化作用下，铁芯的导磁特性发生周期性饱和与非饱和的变化，从而使围绕在铁芯上的感应线圈感应出反应外界磁场的信号。
因为磁通门传感器是利用被测磁场中高导磁率磁芯在交变磁场的饱和激励下，其磁感应强度与磁场强度的非线性关系来测量弱磁场的。这种物理现象对被测环境磁场来说好像是一道门，通过这道门，相应的磁通量即被调制，并产生感应电动势。利用这种现象来测量电流所产生的磁场，从而间接的达到测量电流的目的。
磁通门电流传感器原理图
二、磁通门电流传感器的构成下图是磁通门电流传感器的系统构成
磁通门电流传感器系统构成框图
电流传感器的系统框图所示。电流所产生的的磁场在磁通门探头内经激励信号调制后，通过峰值检波和积分滤波电路产生有用的电压信号，然后经过反馈，使电流传感器工作在零磁通状态。
图1：磁通门绕组结构图
磁通门磁力仪工作原理结构与使用
磁通门磁力仪 磁通门式磁敏传感器又称为磁饱和式磁敏传感器。它是利用某些高导磁率的软磁性材料(如坡莫合金）作磁芯，以其在交直流磁场作用下的磁饱和特性及法拉第电磁感应原理研制的测磁装置。 这种磁敏传感器的最大特点是适合在零磁场附近工作的弱磁场进行测量。传感器可作成体积小，重量轻、功耗低，既可测T、Z，也可测ΔT、ΔZ，不受磁场梯度影响，测量的灵敏度可达 0．01 nT，且可和磁秤混合使用的磁测仪器。由于该磁测仪对资料解释方便，故已较普遍地应用于航空、地面、测井等方面的磁法勘探工作中，在军事上，也可用于寻找地下武器（炮弹、地雷等）和反潜。还可用于预报天然地震及空间磁测等。 4.1磁通门式磁敏传感器的物理基础 （一）磁滞回线和磁饱和现象 铁磁性材料的静态磁滞回线，如图1．35所示。在图中当磁化过程由完全退磁状态开始，若磁化磁场等于零，则对应的磁感应强度也为零。随着磁化磁场H的增大，磁感应强度B亦增大，扭曲线OA段所示。但当H增加到某一值Hs之后，B就几乎不随H的增加而增强，通常将这种现象称作磁饱和现象。开始饱和点所对应的Bs、H。，分别称作饱和磁感应强度和饱和磁场强度。 图1.35 静态磁滞回线示意图 当H增加到Hs后，如使H逐渐减小下来，磁感应强度也就随之减小下来。但实践证明，一般这种减小都不是按照AO所示的规律减小，而是按照AB所示的轨迹进行，并且当磁场H 减小到零时，磁感应强度B并不等于零，也就是说磁感应强度的变化滞后于磁场H的变化，这种现象称为磁滞现象。 当H由H S减小到零时，B所保留的值Br被称作最大剩磁，之所以叫最大剩磁是由于H 从小于Hs的不同值减小到零，其所对应的剩磁也是不同的，但以H从Hs减小到零时所对应的剩磁Br最大。 欲使剩磁去掉，就需加一个与原磁化磁场相反的磁场，如OC段所示。线段OC即表示使磁感应强度B恢复到零时所需要的反向磁场强度，这一场强通常称为矫顽力，并用Hc表示。 最大剩磁Br饱和磁感应强度Bs饱和磁场强度Hs及矫顽力Hc是磁性材料的四个重要
磁场测量的原理和元件
磁场测量的原理和元件 磁场是无形的，在实际检测中，通常是将磁场转换成电信号然后实现自动化处理，从而实现无形磁场的可视化。磁电转换原理和元件有以下几种： 1.感应线圈 感应线圈的原理：通过线圈切割磁力线产生感应电压，而感应电压的大小与线圈匝数、穿过线圈的磁通变化率或者线圈切割磁力线的速度成线性关系。感应线圈测量的是磁场的相对变化量，并对空间域上的高频率磁场信号更敏感。 2.磁通门 磁通门传感器是利用被测磁场中高导磁铁芯在交变磁场的饱和激励下，其磁感应强度与磁场强度的非线性关系来测量的弱磁场的一种传感器，其原理是建立在法拉第电磁感应定律和某些材料的磁化强度M与磁场强度H的非线性关系上。使用磁通门传感器的仪器有磁通门高斯计，如磁通门高斯计GF600，能精确测量微弱的磁场，仪表无须调零，是测量弱磁场最好的选择，但磁通门传感器不能长期暴露在高磁场环境下，使用环境应低于100G(10mT)。 3.霍尔传感器 霍尔传感器是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器，测量绝对磁场大小。 霍尔效应从本质上讲是运动的带点粒子在磁场中收到洛伦兹力作用引起的偏转，从而形成霍尔电势V=K H①·I·B。以霍尔传感器开发出来的仪器有霍尔效应高斯计，常用的有手持式高斯计G100，具有精度高、温度补偿功能强、零点漂移小和磁场测量反应速度快等优点。 4.磁敏电阻 磁阻效应是指某些金属或半导体的电阻值随外加磁场变化而变化的现象。 常用的元件有磁敏电阻、磁敏二极管、磁敏三极管等。 5.磁共振法 原子核磁性的直接和精密的测量是利用核磁共振的方法。核磁共振是原子核磁矩系统在相互垂直的恒定磁场B和角频率ω的交变磁场的同时作用下，满足ω=γ②B时，原子核系统对交变磁场产生强烈吸收（共振吸收）现象。 除了上述介绍的几种方法外，还有磁光克尔效应法、磁膜测磁法、磁致收缩法、磁量子隧道效应法、超导效应法等。 ①元件的灵敏度，它表示在单位磁场和单位控制电流下霍尔电势的大小 ②为原子核的磁旋比，即原子核的磁矩与角动量之比。
精密测量直流大电流的自激振荡磁通门法研究
精密测量直流大电流的自激振荡磁通门法研究磁通门电流传感器作为直流大电流精密测量与反馈元件广泛用于新能源电 动汽车、高铁动车、智能电网、磁共振成像仪、精密直流大电流测量仪、精密直流大电流源等工业、医疗以及精密测试、测量等领域。但是,受国外核心技术垄断,目前国内大量使用的精密磁通门电流传感器几乎全部依赖进口。 近年来,自激振荡磁通门技术以其电路结构简单、灵敏度与激励频率和磁芯参数无关等诸多优点逐渐引起关注,这为我们突破国外核心技术封锁,研制具有 自主知识产权的新型精密电流传感器提供了一个契机。在上述背景下,本课题来源于国家重大科学仪器设备开发专项——“宽量限超高精密电流测量仪”(项目编号:2011YQ090004),致力于探索基于自激振荡磁通门技术实现直流大电流测量的新方案,基于新方案,研制具有自主知识产权的新型电流传感器,打破国外对精密磁通门电流传感器的垄断,提高国产仪器的自主创新能力和自我装备水平。 论文的主要研究内容如下:(1)在对现有平均电流模型进行深入研究的基础上,提出了自激振荡磁通门的占空比模型,即激磁电压占空比与被测电流之间存 在近似线性关系。分别基于磁化曲线的分段线性函数模型和反正切函数模型对其进行了证明,并通过实验进行了验证。 在此基础上,分析了平均电流模型与占空比模型的线性度和稳定度的主要影响因素及提高措施,为自激振荡磁通门作为闭环系统直流零磁通检测器实现自身线性度和稳定度的优化设计提供了重要参考。提出的占空比模型为后文建立闭环系统感应调制纹波的理论模型,从而研究磁积分器对感应调制纹波的抑制原理奠定了理论基础。 (2)针对现有闭环测量方案由于未考虑自激振荡磁通门自身线性度和稳定度、
磁敏传感器.
模块七磁电式传感器练习题 一、填空题： 1、霍尔效应是导体中的载流子在磁场中受作用产生的结果。 2、霍尔效应在中发现的，在高纯度中表现较为显著。 3、霍尔集成元件可分为和两大类。 4、霍尔效应是指在垂直于电流方向加上磁场，由于载流子受洛仑兹力的作用，则在平行于电流和磁场的两端平面内分别出现正负电荷的堆积，从而使这两个端面出现 的现象。 5、霍尔传感器是利用原理将被测物理量转化为电势的传感器。 6、当磁头相对于磁尺不动时，仍有感应电动势输出的是静态磁头，且输出电势的幅值由 _______所决定。 7、块状金属导体置于变化的磁场中或在磁场中作切割磁力线运动时，导体内部会产生一圈圈闭合的电流，利用该原理制作的传感器称传感器；这种传感器只能测量 物体。 8、变磁阻式传感器可分为变气隙厚度的传感器、变气隙面积的传感器。其中，的传感器是线性的，的传感器是非线性的。 9、磁电式传感器是速度传感器，若测量加速度，需配用电路。 10、磁电式传感器是速度传感器，若测量位移，需配用电路。 11、磁敏三极管的工作原理是利用磁场的强弱来控制三极管的极电流增加或减小。 12、霍尔元件采用恒流源激励是为了。 13、磁电特性是指磁敏二极管在一定的条件下，磁敏二极管两端的输出电压与的关系曲线。 14、霍尔器件在额定控制电流下，无外磁场时，两个霍尔电极之间的称为不等位电势U0。 15、磁敏二极管的温度特性是指在标准测试条件下，输出电压随温度变化的规律。 16、如前所述，霍尔电势U H正比于控制电流I和磁感应强度B。在实际应用中，总是希望获得较大得霍尔电势。增加控制电流虽然能提高霍尔电势输出，但控制电流大，元件的，从而导致元件的，甚至可能烧毁元件。
霍尔传感器工作原理
半导体薄片置于磁感应强度为 B 的磁场中，磁场方向垂直于薄片，如图所示。当有电流 I 流过薄片时，在垂直于电流和磁场的方向上将产生电动势 EH ，这种现象称为霍尔效应，该电动势称为霍尔电势，上述半导体薄片称为霍尔元件。 原理简述如下：激励电流 I 从 a 、 b 端流入，磁场 B 由正上方作用于薄片，这时电子 e 的运动方向与电流方向相反，将受到洛仑兹力 FL 的作用，向内侧偏移，该侧形成电子的堆积，从而在薄片的 c 、 d 方向产生电场 E 。电子积累得越多， FE 也越大，在半导体薄片 c 、 d 方向的端面之间建立的电动势 EH 就是霍尔电势。 由图可以看出，流入激励电流端的电流 I 越大、作用在薄片上的磁场强度B 越强，霍尔电势也就越高。磁场方向相反，霍尔电势的方向也随之改变，因此霍尔传感器能用于测量静态磁场或交变磁场。 半导体薄片置于磁感应强度为 B 的磁场中，磁场方向垂直于薄片，如图所示。当有电流 I 流过薄片时，在垂直于电流和磁场的方向上将产生电动势 EH ，这种现象称为霍尔效应，该电动势称为霍尔电势，上述半导体薄片称为霍尔元件。 原理简述如下：激励电流 I 从 a 、 b 端流入，磁场 B 由正上方作用于薄片，这时电子 e 的运动方向与电流方向相反，将受到洛仑兹力 FL 的作用，向内侧偏移，该侧形成电子的堆积，从而在薄片的 c 、 d 方向产生电场 E 。电子积累得越多， FE 也越大，在半导体薄片 c 、 d 方向的端面之间建立的电动势 EH 就是霍尔电势。 由图可以看出，流入激励电流端的电流 I 越大、作用在薄片上的磁场强度B 越强，霍尔电势也就越高。磁场方向相反，霍尔电势的方向也随之改变，因此霍尔传感器能用于测量静态磁场或交变磁场。
磁传感器
概述 磁传感器广泛用于现代工业和电子产品中以感应磁场强度来测量电流、位置、方向等物理参数。在现有技术中，有许多不同类型的传感器用于测量磁场和其他参数，例如采用霍尔（Hall）元件，各向异性磁电阻（Anisotropic Magnetoresistance, AMR）元件或巨磁电阻（Giant Magnetoresistance, GMR）元件为敏感元件的磁传感器。TMR（Tunnel MagnetoResistance）元件是近年来开始工业应用的新型磁电阻效应传感器，其利用的是磁性多层膜材料的隧道磁电阻效应对磁场进行感应，比之前所发现并实际应用的AMR元件和GMR元件具有更大的电阻变化率。我们通常也用磁隧道结（Magnetic Tunnel Junction, MTJ）来代指TMR元件，MTJ元件相对于霍尔元件具有更好的温度稳定性，更高的灵敏度，更低的功耗，更好的线性度，不需要额外的聚磁环结构；相对于AMR元件具有更好的温度稳定性，更高的灵敏度，更宽的线性范围，不需要额外的set/reset线圈结构；相对于GMR元件具有更好的温度稳定性，更高的灵敏度，更低的功耗，更宽的线性范围。 定义 什么是磁传感器？就是把磁场、电流、应力应变、温度、光等外界因素引起敏感元件磁性能变化转换成电信号，以这种方式来检测相应物理量的器件。磁传感器分为三类：指南针、磁场感应器、位置传感器。指南针：地球会产生磁场，如果你能测地球表面磁场就可以做指南针。电流传感器：电流传感器也是磁场传感器。电流传感器可以用在家用电器、智能电网、电动车、风力发电等等。位置传感器：如果一个磁体和磁传感器相互之间有位置变化，这个位置变化是线性的就是线性传感器，如果转动的就是转动传感器。 大家在生活中都用到很多磁传感器，比如说指南针，电脑硬盘、家用电器等等。 发展趋势 磁传感器未来的发展趋势有以下几种特点： 1、高灵敏度。被检测信号的强度越来越弱，这就需要磁性传感器灵敏度得到极大提高。应用方面包括电流传感器、角度传感器、齿轮传感器、太空环境测量。 2、温度稳定性。更多的应用领域要求传感器的工作环境越来越严酷，这就要求磁传感器必须具有很好的温度稳定性，行业应用包括汽车电子行业。 3、抗干扰性。很多领域里传感器的使用环境没有任何评比，就要求传感器本身具有很好的抗干扰性。包括汽车电子、水表等等。 4、小型化、集成化、智能。要想做到以上需求，这就需要芯片级的集成，模块级集成，产品级集成。 5、高频特性。随着应用领域的推广，要求传感器的工作频率越来越高，应用领域包括水表、汽车电子行业、信息记录行业。 6、低功耗。很多领域要求传感器本身的功耗极低，得以延长传感器的使用寿命。应用在植入身体内磁性生物芯片，指南针等等。
避雷器在线监测传感器
避雷器在线监测传感器 技术领域 本发明属于防雷器件技术领域，具体是一种避雷器在线监测传感器。 背景技术 现有的避雷器漏电流传感器采用光纤传输数据时，采用电压信号传输的方式，传输的电压信号和漏电流成比例，由于信号幅值不恒定，存在传输距离短、效率低等问题。同时，现有的电子式避雷器漏电流传感器一般采用外供电源方式，外供电源方式当雷电进入时会有被打坏的可能；采用电池供电时，由于电池有一定寿命，需要定时更换。 发明内容 本发明所要解决的技术问题在于提供一种适合光纤传输的，达到一定距离、一定效率、无需外供电源的避雷器漏电流传感器。 为实现上述目的，本发明通过以下技术方案来实现： 一种避雷器漏电流传感器，包括全电流回路输入接口IN+/IN-、自取电源电路、漏电流取样电路、精密积分电路、电压比较电路和电光转换器；所述自取电源电路直接和输入接口IN+和IN-相连，串接在全电流回路中，IN+和IN-之间没有电流即避雷器没有漏电流时，不产生电源，有漏电流时，有电源电压；所述漏电流取样电路的取样电阻串接在全电流回路中；所述取样电阻的电流经精密积分电路后作为电压比较电路的一个输入端电压，电压比较电路的电源连接自取电源电路的输出电源；电压比较器的输出端经过驱动电路连接光电转换器的输入端。 是所述自取电源电路的核心电路包括串接的精密稳压管Q1和Q2；Q2的阴极通过电阻连接IN+，Q1的阳极连接IN-，取样电阻串接在Q1的阳极连接IN-之间；Q2的阴极端为自取电源电路的输出电源端。 所述精密积分电路包括精密电阻R3、精密可调电阻R4、比较器和电容C5；所述R3和R4并联后连接在比较器的反相输入端与IN-之间；比较器的同相输入端连接在Q1阳极端；C5连接在比较器的反相输入端与输出端之间。 所述电压比较电路包括运算放大器U1B，U1B的反相输入端连接在Q2的阳极端，U1B的同相输入端连接比较器的输出端，U1B的输出端即为电压比较电路的输出端。 所述光电转换器是发光二级管LED；驱动电路是NMOS管Q3，Q3的栅极G连接电压比较电路的输出端，漏极D连接LED的阴极端，源极S连接Q1阳极端；LED的阳极端连接比较器的输出端。 LED两端并接一个电感L1和二极管D3；D3的阳极端与LED的阴极端连接，D3的阴极端与LED的阳极端连接。
用于测量通电交流直导线的差分电流传感器的制作技术
一种用于测量通电交流直导线的差分电流传感器，包括两个敏感单元、固定块；所述敏感单元包括磁致伸缩/压电复合材料、高度调整框、底板、偏置片、垫块、信号输出线、导线；偏置片设置在高度调整框一端，底板设置在另一端，三者形成一个密闭空腔；磁致伸缩/压电复合材 料设置在密闭空腔内，底板上固定有垫块；磁致伸缩/压电复合材料包括上下两层的磁致伸缩材料和位于中层的压电材料；压电材料上设有信号输出线和导线；两个敏感单元的压电材料通过导线相连；偏置片采用磁性材料；高度调整框、底板、垫块、固定块均采用非金属材料；所述固定块设置在两个敏感单元，且两个敏感单元相对固定块对称布置。本技术可对通电交流直导线中进行精确测量。 权利要求书 1.一种用于测量通电交流直导线的差分电流传感器，其特征在于，包括两个敏感单元、固定块(5)；所述敏感单元包括磁致伸缩/压电复合材 料(1)、高度调整框(2)、底板(3)、偏置片(4)、垫块(31)、信号输出线(41)、导线(42)；所述偏置片(4)设置在高度调整框(2)一端，所述底板(3)设置在高度调整框(2)另一端，三者形成一个密闭空腔；所述磁致伸缩/压电复合材料(1)设置在密闭空腔内，且所述底板(3)上固定有垫块(31)；所述磁致伸缩/压电复合材料(1)包括上下两层的磁致伸缩材料(11)和位于中层的压电材料(12)；所述压电材料上设有信号输出线(41)和导线(42)；两个敏感单元的压电材料通过导线(42)相连；所述偏置片(4)采用磁性材料，用于提供偏置磁场；所述高度调整框(2)用于调整偏置片(4)与磁致伸缩/压电复 合材料(1)之间的距离；所述高度调整框(2)、底板(3)、垫块(31)、固定块(5)均采用非金属材料；所述固定块(5)设置在两个敏感单元，用于夹持通电交流直导线，且两个敏感单元相对固定块(5)对称布置。 2.根据权利要求1所述的差分电流传感器，其特征在于，所述底板(3)上设有两个电极(32)；两个电极(32)贯穿底板(3)并进行密封；所述信号输出线(41)和导线(42)分别与两个电极(32)内侧相连，电极(32)外侧再连接相应的信号输出线和导线；且两个敏感单元的电极(32)位于同一侧。 3.根据权利要求1所述的差分电流传感器，其特征在于，所述压电材料的长度要大于上下两侧磁致伸缩材料的长度。 4.根据权利要求1所述的差分电流传感器，其特征在于，固定块(5)包括上夹持块(51)、下夹持块(52)；所述上夹持块(51)、下夹持块(52)分别与两个敏感单元固定；上夹持块(51)和下夹持块(52)中间分别设有半圆形夹持孔；上夹持块(51)和下夹持块(52)合并形成一个完整的圆形夹持孔(54)。 5.根据权利要求1所述的差分电流传感器，其特征在于，所述上夹持块(51)和下夹持块(52)之间还设有铰接座(53)。 6.根据权利要求1所述的差分电流传感器，其特征在于，所述磁致伸缩/压电复合材料(1)的上下两层的磁致伸缩材料(11)和位于中层的压电材料(12)
磁敏传感器总结
磁敏传感器总结 磁敏传感器是利用半导体材料中的自由电子或空穴随磁场改变其运动方向这一特性而制成的传感器件。磁敏传感器一般被用来检测磁场的存在、变化、方向以及磁场强弱，以及可引起的磁场变化物理量。目前的传感器的品种很多，例如霍尔器件，磁敏二极管、三极管，半导体型磁敏电阻器件，以及AMR、GMR磁敏传感器，GMI（巨磁阻抗）传感器等。磁敏传感器的理论基础是霍尔效应或磁阻效应 1. 霍尔效应 在霍尔片（霍尔片是一块矩形半导体薄片，一般采用N型的锗、锑化铟和砷化铟等半导体单晶材料制成，霍尔片一般用非磁性金属、陶瓷或环氧树脂封装。）的两端通以控制电流I，在它的垂直方向上施加磁感应强度为B的磁场，则在霍尔片的另两侧面会产生与I和B的乘积成比例的电动势（霍尔电势或称霍尔电压）。霍尔电势UH，其大小可用下式表示： 式中：——霍尔常数（m3／C） I——控制电流 B——磁感应强度 d——霍尔元件厚度 令： 为霍尔元件的灵敏度。它是表征对应于单位磁感应强度和单位控制电流时输出霍尔电压大小的一个重要参数，一般要求它越大越好。KH与元件材料的性质和几何尺寸有关。由于半导体（尤其是N型半导体）的霍尔常数RH要比金属的大得多，所以在实际应用中，一般都采用N型半导体材料做霍尔元件。元件的厚度d对灵敏度的影响也很大，元件越薄，灵敏度就越高。 建立霍尔效应所需的时间很短（约10-12～10-14s），因此控制电流用交流时，频率可以很高（几千兆赫）。 2. 磁阻效应 将一载流导体置于外磁场中，除了产生霍尔效应外，其电阻也会随磁场而变化。这种现象称为磁致电阻效应 当温度恒定时，在弱磁场范围内，磁阻与磁感应强度B的平方成正 比。对于只有电子参与导电的最简单的情况，理论推出磁阻效应的表达式为： 式中
美国BC超声探头漏电流测试仪ULT-2020
ULT2020可以测试独立于超声设备的超声传感器的电气安全性。利用各种齐全的适配器，即可测试多种不同制造商和型号的超声传感器。 测试背景: 《GB9706.9-2008 医用超声电气安全》 第三章对电击危险的防护 19.连续漏电流和患者辅助电流 增加：19.4g)5)针对换能器组件试验，应采用盐溶液，将应用部分浸入其中。 增加：19.4g)9)针对换能器组件试验，应采用盐溶液，将应用部分浸入其.
产品特性: 1.0.5 to 500 uA 的量程符合超声波厂商的规格 2.基于超声波传感器生产商不同类型的可编程测试 3.操作简便，通过按压单个按钮来实现整个系统测试 4. 可定量、定性测量超声传感器漏电流 5.可选合格/不合格或数字测试结果从而打印测试结果 深圳市一测医疗测试技术有限公司是一家专注于医疗器械测试产品和技术的研发、销售与服务为一体的“国家高新技术企业”，我们拥有自主研发的国家发明专利技术并且代理了众多国外先进专业
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霍尔电流传感器工作原理
霍尔电流传感器工作原理 1、直放式（开环）电流传感器（CS系列） 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。 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）
霍尔电压传感器的工作原理与闭环式电流传感器相似，也是以磁平衡方式工作的。原边电压VP通过限流电阻Ri产生电流，流过原边线圈产生磁场，聚集在磁环内，通过磁环气隙中霍尔元件输出信号控制的补偿电流IS流过副边线圈产生的磁场进行补偿，其补偿电流IS精确的反映原边电压VP。 4、交流电流传感器（A-CS系列） 交流电流传感器主要测量交流信号灯电流。是将霍尔感应出的交流信号经过AC-DC及其他转换，变为0～4V、0～20mA（或4～20mA）的标准直流信号输出供各种系统使用。
交直流漏电流传感器
交直流漏电流传感器在光伏逆变电源系统中的应用 一、逆变电源系统 能源作为未来发展的主要问题之一，被我们越来越关注，光伏作为一种清洁能源，具有使用范围广、使用简便、无污染等优点，但是成本比较高，光伏逆变器作为其中一个重要设备，作用也是至关重要的，市场竞争激烈，以及欧洲反对于国内光伏逆变器的冲击比较大，国内众多光伏逆变器厂家均示要通过元器件国产化来降低生产成本，抢占市场占有率。 而光伏漏电流检测作为光伏逆变器中重点需要关注的问题，目前国内很有多直流漏电流电流传感器在高频开关直流电源系统检测应用广泛。而应用于光伏逆变器的交直流漏电流传感器的生产厂家还是比较少，对于光伏逆变器的漏电流检测方式有很大区别，光伏逆变器对于漏电流的响应时间、检测方式、精度等都有严格要求。光伏逆变电源系统工作原理见下图一： 交流电 太阳能、光伏逆变器控制电路原理图 二、接地故障检测原理图 如下图二所示，光伏系统主回路正负极分别连接平衡电阻R至地，通过隔离电压变送器测量R两端电压即正负极对地电压U+和U-。
汇流箱支路、逆变器支路线缆通过高灵敏度的非接触式直流漏电流传感器，当支路绝缘情况正常时，流过传 感器的正负电流大小相等、方向相反，I+和I-在漏电流传感器的铁芯上产生的磁场强度和磁通量大小相等，方向 相反，互相抵消、总和为零，则漏电流传感器其输出信号也为零； 当支路有接地时，漏电流传感器有差流流过，传感器的输出不为零。就会产生I11或I12，漏电流不经过传感 器的窗口而从旁路泄漏，使得电流I+与I-不相等而无法互相抵消，在传感器窗口产生一个差流信号，传感器输出 电压，传感器输出的电压信号与差流电流成线性关系，按照传感器的量程及满量程输出电压可以计算出漏电流的 大小，而且从输出电压正负极性还能确定漏电流属于正向漏电还负向漏电。 三、漏电流传感器技术要求 3.1 HA0.1…0.4-OCS 1、简介：HA系列差动电流传感器用于安全测量标称值为100mA、200mA 和 400mA 的电流，在标称电流下提供一个5V 的线性电压输出。在80%峰值电流时反应时间 小于20ms，在90%峰值电流时反应时间小于60ms。高技术（“磁通门原理”）的使用已经成 为这些问题的解决方案，特别是要对十分小的直流或交流电流进行精确测量时。也可以测量高达30kHz的直流元
霍尔电流传感器的种类及工作原理
霍尔电流传感器的种类及工作原理 1.简介 霍尔电流传感器可以分为很多种，如果按照原理可以分为开环霍尔电流传感器（Open Loop Hall Effect）和闭环霍尔电流传感器(Close Loop Hall Effect)。基于开环原理的电流传感器结构简单，可靠性好，过载能力强，体积较小，但也有很多缺点，如温度影响大，精度低，反应时间不够快，频带宽度窄等。而闭环霍尔电流传感器等特点是精度高，响应快，频带宽，但同时也有缺点，即过载能力差，体积较大，工艺比较复杂，同时价格也偏高。 1原理图如下： 开环原理霍尔电流传感器示意图 闭环原理霍尔电流传感器示意图 2 霍尔电流传感器的工作原理 霍尔电流传感器可以测量各种类型的电流，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原理。 1图片来自PAS 网站
2.1 电流传感 器的输出信号 2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。其中，IS—副边电流；IP—原边电流；NP—原边线圈匝数；NS —副边圈匝数；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 一般小，只有10~400mA。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电压输出信号。 2.2 电流传感器供电电压V A V A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。另外，传感器的供电电压V A又分为正极供电电压V A+和负极 供电电压V A-。要注意单相供电的传感器，其供电电压V Amin是双相供电电压V Amin 的2倍，所以其测量范围要高于双相供电的传感器。 2.3 测量范围Ipmax 测量范围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I 。 2.4霍尔电流传感器工作原理 霍尔电流传感器可以测量各种类型的电流，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原理。它有两种工作方式，即磁平衡式和直式。霍尔电流传感器一般由原边电路、聚磁环、霍尔器件、（次级线圈）和放大电路等组成。 直放式电流传感器（开环式）：当电流通过一根长导线时，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，它可以通过磁芯聚集感应到霍尔器件上并使其有一信号输出。这一信号经信号放大器放大后直接输出，一般的额定输出标定为4V。 磁平衡式电流传感器（闭环式）：磁平衡式电流传感器也称补偿式传感器，即主回路被测电流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，从而使霍尔器件处于检测零磁通的工作状态。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。（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。）磁平衡式电流传感器的具体工作过程为：当主回路有一电流通过时，在导线上产生的磁场被聚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相应的功率管并使其导通，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 2董高峰《浅析霍尔电流传感器的应用》
磁通门技术
磁通门技术 I国内外研究现状 磁通门是利用被测磁场中高导磁铁芯在交变磁场的饱和激励下，其磁感应强度与磁场强度的非线性关系来测量弱磁场的一种传感器。磁通门传感器也称磁强计，由探头和接口电路组成，具有分辨率高(最高可达10-11T)、测量弱磁场范围宽(在10-8T以下)、可靠、简易、经济、耐用、能够直接测量磁场的分量和适于在高速运动系统中使用等特点。磁通门传感器的研究起始于1928年，几年后才出现了利用磁性材料自身磁饱和特性的磁通门磁强计，它被用来测量1mT以下的直流或低频交流磁场。1936年，Aschenbrenner和Goubau称达到了0.3nT的分辨率。在第二次世界大战中，用于军事探潜的磁通门传感器有了较大的发展。 用电流传感器作为电气设备绝缘在线检测系统的采样单元，已得到业内人士的共识。目前，电流传感器有多种类型，如霍尔传感器、无磁芯电流传感器、高导磁非晶合金多谐振荡电流传感器、电子自旋共振电流传感器等。由于电力系统使用环境的特殊性，许多传感器存在自身的局限性。目前应用于电力系统的电流传感器多是以电磁耦合为基本工作原理的，从采样方式上分，这类传感器主要有直接串入式、钳式、闭环穿芯式三种。大量的研究试验表明，基于“零磁通原理”的小电流传感器更适合电力系统绝缘在线检测的要求。本文所述小电流传感器即是以磁通门技术为基本原理，加上闭环控制在电子电路中的应用，使小电流传感器具有高精度、高稳定度、抗干扰能力强等优点[1]。 磁通门是一种磁测量传感器。由于它在动目标中可以极敏感地感应地磁强度,早在本世纪30年代就被应用于航磁测量部门。近20年来,在物理学、电子技术、金属冶炼等方面取得的巨大成果,使磁通门在弱磁测量、抗电磁干扰、耐高温、可靠性、寿命、价格方面取得了前所未有的进展。在地质勘探和石油钻井中,包括磁通门在内的敏感元件提供的有关钻头前进方向的信息,使按设计井身轨迹实现高质量定向—水平钻井成为可能。 我在这里简单列举几个国际上取得的成果。Milan M. Ponjavic 等人提出了一种自激震荡的磁通门传感器模型，对在模型中影响传感器工作的主要特性都进行了讨论[2]。Q. Ma等人设计了一种新型DC传感器，这种新型DC传感器可以有效提高测量的准确度，同时具有良好的线性度。这种传感器是基于磁势自平衡和反馈补偿的[3]。Eyal Weiss等人研究了一种正交磁通门传感器，这种传感器不仅改善了磁通门的等效磁噪声，而且简化了磁通门的输出过程[4]。Szewczyk, R课题组为我们呈现了一种双轴微型化磁通门传感器，这种传感器的铁芯由铁钴合金制造，并且依托于PCB多层技术，同时为磁通门的进一步微型化提供了依据[5]。
LDT9101E-250A防火漏电报警器
产品简介|江阴雅达电子 一、使用范围 剩余电流式电气火灾监控探测器，适用于交流50Hz，额定电压AC380V的电路中，广泛应用于高危品仓库、高层建筑、住宅楼宇的单元供电系统加油，加油站、宾馆以及人员密集的建筑等场所用电系统，可有效的保障用电安全和防止电气火灾的发生起保护和报警作用。 二、产品结构和原理 剩余电流式电气火灾监控探测器是由外壳、按键、显示屏、输入输出接口并结合高性能微处理芯片构成。显示屏和按键起着人机对话的作用，全中文的显示方式更加简洁明了。各种传感器和输入输出接口起着信号采集处理和控制等一系列复杂动作。本产品的各种实时信息，控制信号都可以通过RS485在上位机上进行读取和控制。 剩余电流式电气火灾监控探测器基本工作原理是：通过剩余电流互感器和温度传感器获取当前的电网信息，交由微处理器进行运算、识别、判断、核对后送到控制电路，并同时反信息传送到上位机和显
示屏以供操作人员观察。 应用领域|江阴雅达仪表 ■能源管理系统 ■工业自动化 ■小区电力监控 ■变电站自动化 ■配电网自动化 ■智能建筑 漏电电流传感器|江阴雅达电子
三、工作环境与使用要求 （一）工作环境 1、温度：－5~+40℃，温度小于等于60%； 2、海拔：海拔高度不超过2000m，超过此海拔的需要进行降容处理，以保证安全 3、环境：无导电粉尘、无腐蚀性易燃性气体、不直接受到雷雨侵袭；避免强烈阳光的直射；注意通风散热；远离强磁场干扰，任意方向的磁场强度不应超过地磁场的5倍。 （二）使用要求 1、无外箱的监控探测器应安装在非电专业人员以及未成年人触及不到的地方 2、产品安装使用前应首先了解本产品的性能和工作要求 3、产品接线应符合规范，接线端子螺丝必须拧紧固定，不能松动 4、各接口线确保无误，以防止损坏内部元器件 5、安装时注意不要有异物落入监控探测器
磁传感器的应用场景分析-参考版
磁传感器的应用场景分析 磁传感器为电流传感、接近传感、线性速率或转动速率传感，以及定向磁异态检测，角度、位置或位移测量等许多传感方面的问题提供了独特的解决方案。了解磁传感器技术背后的概念和它们最合适的应用将有助于帮您决定选择的磁传感器是否是您的 最佳应用解决方案。 磁传感器的应用十分广泛，今天，我们就来掰一掰磁传感器在国民经济、国防建设、科学技术、医疗卫生等各个领域的应用状况。 一、工业上用途广泛 在工业应用领域，最流行的磁性传感器类型是电流传感器，包括分流电阻器、霍尔效应集成电路、电流感应变压器、开环与闭环霍尔器件以及磁通门传感器。 1、电机在无刷电动机中，用磁传感器来作转子磁极位置传感和定子电枢电流换向器，磁传感器中，霍尔器件、威根德器件、磁阻器件等都可以使用，但主要还是以霍尔传感器为主。另外磁传感器还可以对电机进行过载保护及转矩检测； 交流变频器用于电机调速，节能效果极好；磁编码器的使用正在
逐渐取代光编码器来对电机的转速进行检测和控制，例如，在电动车窗之中，传感器可以确定轴转动了多少圈，以控制车窗升降器的行程，传感器也可以探测到人手造成的异常负载情况，提供所谓的“防夹”功能，在碰到物体的时候，电机可以反转； 用于直流电机换向和探测电流的电动助力转向传感器也是一个 快速增长的应用，用于代替电动液压型系统。 2、电力电子技术电力电子表技术是电力技术和电子技术的结合，可实现交直流电流的相互变换，并可在所需的范围内实现电流、电压和频率的自由调节。 采用这些技术和产品，可做成各种特殊电源（如UPS、高频电源、开关电源、弧焊机逆变电源等）和交流变频器等产品。这些变频装置的核心，是大功率半导体器件。 以磁传感器为基础的各种电流传感器被用来监测控制和保护这 些大功率器件。霍尔电流传感器响应速度快，且依靠磁场和被控电路耦合，不接入主电路，因而功耗低，抗过载能力强，线性好，可靠性高，既可作为大功率器件的过流保护驱动器，又可作为反馈器件，成为自控环路的一个控制环节。 使用变频技术可以大量节能，我国的变频技术改造，将需求大量的电流传感器，这将是磁传感器的又一巨大的产业性应用领域。
漏电流传感器
漏电流传感器 一、漏电流传感器的原理: 漏电流传感器用于直流mA级微小电流的隔离、穿孔式测量，可按用户需求定制不同可定制。漏电流传感器环绕安装在直流回路的正负出线上，当装置运行时，实时检测各支路传感器输出的信号，当支路绝缘情况正常时，流过传感器的电流大小相等，方向相反，其输出信号为零；当支路有接地时，漏电流传感器有差流流过，传感器的输出不为零。因此通过检测各支路传感器的输出信号，就可以判断直流系统接地支路。该原理选线精度高，不受线路分布电容的影响。漏电流传感器零七五五三六六一五六零一 二、漏电流传感器的特点 1.可测量漏电流、小电流（微安、毫安级电流测量） 2.快速响应，无击穿现象 3.初级和次级高度隔离 4.极低的功耗 5.灵敏度高 6.穿孔式测量，安装简单，使用方便 三、漏电流传感器的应用 漏电流传感器广泛适用于电力、通信、气象、铁路、油田、建筑、计量、科研教学单位、工矿企业等领域高精度、小相位误差的交流漏电流、电流、功率和电能测量，可连接各种高精度数字多用表或数据记录仪，使用非常方便。 四、直流漏电流传感器的介绍 1、什么是直流漏电流传感器： 直流漏电流变送器是一种利用磁通门原理（Flux gate）将被测直流电流转换成与该电流成比例输出的直流电流或电压信号的测量模块，原副边之间高度绝缘。具有高精确度、高线性度、高集成度、体积小结构简单、长期工作稳定且适应各种工作环境的特点。广泛地应用在新能源、石油、煤矿、化工、铁路、通信、楼宇自控等行业的电气设备的系统控制及检测。 2、直流漏电流传感器的特点 （1）、直流漏电流传感器是采用磁调制（或称为磁通门Flux Gate）的技术，，由内部方波震荡器产生的补偿电流对原边电流进行补偿，达到磁场平衡，此时输出值VM精确反映
电流传感器的工作原理
电流传感器的工作原理-标准化文件发布号：（9556-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
电流传感器工作原理 电流传感器是传感器的一种分类，其主要信号源是采集信号的电流大小！主要参数为其电流大小！检测方法一般是检测电流特性的器件，一般有电流表之类的！ 工作原理主要是霍尔效应原理. 一、以零磁通闭环产品原理为例: 1、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 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10~400mA。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电压输出信号。 2、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，另外，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-。要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。 3、测量范围Ipmax 测量范围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。 二、电流传感器主要特性参数 1、标准额定值IPN和额定输出电流ISN
闭环霍尔方案以及磁通门方案---电流传感器
闭环霍尔方案以及磁通门方案---电流传感器闭环霍尔电流传感器 下图为前文介绍过的开环霍尔电流传感器的结构图（图片来自于LEM官网），待测电流Ip建立起磁芯内的磁场后，通过霍尔元件感应出的霍尔电压来测量电流值大小；它对外输出的是一个电压模拟量。 而闭环霍尔电流传感器是基于开环原理（下图来自于网络），然后引入了补偿电路；通过磁芯的有两部分电流：原边待测电流与副边补偿电流；原边待测电流就是指电池流经母线铜排中的大电流，而副边补偿电流是由闭环霍尔电流传感器内部产生的，流经磁芯上的副边线圈。 具体地（下图来自于LEM官网），霍尔元件感应出来的霍尔电压并没有直
接用于测量，而是霍尔电压通过放大电路后产生了一个副边电流，这个副边电流流过缠绕在磁芯上的线圈，然后通过采样电阻Rm流到地。这样的话副边电流也会在磁芯中产生一个磁场，并且设计让这个磁场与原边待测电流产生的磁场方向相反，强度相等，那么总磁通量为0，即霍尔元件处于0磁通的环境中。 接下来，当霍尔元件中的磁通为0后，就会得到如下公式，通过测量Is，即可得到Ip；Ns一般为1000~5000，Is一般为25mA~300mA左右。 磁通门电流传感器（Fluxgate） 磁通门电流传感器才是我们经常遇到的产品，如LEM的CAB系列。
磁通门电流传感器又可以分为几种，如下图所示（图片来源LEM官网）：例如标准型、C-type、IT-type、低频型等，这里介绍比较基本的标准型磁通门原理。 标准型的磁通门电流传感器结构很类似闭环霍尔结构，如下图所示（图片来源于网络），只是在磁芯的气隙处放置的不是霍尔元件，而是一个磁通门的传感器，即可饱和电感。
磁敏传感器的国内外现状及发展趋势
磁敏传感器的国内外现状及发展趋势The Current Situation And Tendency of Magnetic Sensor at Home and Aboard
摘要 传感器是各种仪器仪表和自动化设备的基础，尤其在当今以计算机为标志的信息社会中，传感器技术更承担着获取信息的重要任务。各种各样的磁场传感器都是为不同的磁场测量目的而设计的。磁敏传感器是将磁场信息转换成各种有用信号的装置。它是各种磁测仪器的核心。本文主要评述磁敏传感器产业的现状及可能形成产业化生产和产业性应用的磁敏传感器的发展趋势。 关键词：磁敏传感器；霍尔元件；磁场检验；产业化
Abstract Sensor is various instruments and automation equipment foundation, especially in today's computer in the information society marked more bearing, the sensor technology is an important task of obtaining information. Various magnetic field sensors for different magnetic field measurement is designed. Magnetic sensor is converted into various magnetic field information useful signal devices. It is the core of various magnetic measurement instrument.This paper summarizes the present situation of magnetic sensor industry production and industrialization and possible ChanYeXing application of the development trend of magnetic sensors Keywords：magnetic sensor, hall element, magnetic inspection, industrialization