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电流传感器技能详解

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时间:2023-08-13 14:22:00     来源:火狐体育官网登录下载


  在任何过程中,电量的丈量关于监控、剖析和操控体系都是必不行少的。要履行这些类型的丈量,有必要运用电流传感器。除非能够丈量,不然无法办理物理量。让咱们深化了解电流传感器的行为。

  电流传感器是将电流信号转换为另一个可剖析信号的设备。要丈量的信号称为“初级电流”,而输出信号称为“次级电流或电压”。最终一个信号是用于电子板、ADC 和其他模仿外表的信号。因为存在不同的丈量技能,而且初级电流或许因波形、脉冲类型、阻隔和电流强度而异,因而商场供给了多种电流传感器。如图 1 所示,最常见的电流传感器分为两类:

  依据“分流器”的作业原理,第一类运用欧姆规律 ( V = R × I )。

  欧姆规律适用于分流丈量,公式为V = R × I。在实践中,分流器是具有已知欧姆值的稳健电阻器。当电流经过分流器时,发生的电压与该电流成正比。运用这个原理,关于不太高的电流,咱们能够准确地取得沟通和直流电流。另一方面,当电流上升并超越 100 A 时,会发生过多的热量,丈量体系或许会变得无效和要害。

  霍尔效应电流传感器可用于战胜这些约束。为霍尔探头供电会施加垂直于外表的磁场并发生与磁场强度成份额的电压。然后能够运用安培规律核算流过导体的电流量。霍尔电流传感器运用磁芯将磁场会集在探头地点的气隙中。输出电压与磁场成正比,而磁场又与初级电流成正比。电流传感器的功用取决于开环霍尔探头的功用。为了进步线性度和削减温度偏移的漂移,完成了闭路原理,另一种电流传感器以磁电阻器为代表,其间电阻器的值与磁场成份额改变。这些电流传感器一般比霍尔效应更准确,但因为气隙而存在灵敏度约束。可是,设备有必要保证高效和准确的丈量,具有十分高的检测质量、极端平整的频率响应和超卓的直流安稳性。一切这些特性都能够在 Danisense 的电流传感器中找到,该公司供给定制的解决方案以满意客户的切当需求。

  能够运用 LT6106 集成电路履行电流丈量,这是一款用于电流检测的多功用放大器(参见图 2中的运用图)。其特色备受推重:

  其首要运用是轿车和工业、电池监控、能源办理、发动机操控、灯监控以及过流和毛病检测。该设备经过检测外部电阻器(分流电阻器)两头的电压来丈量电流。内部电路将此电压转换为输出电流。LT6106 的极低电源电流也使其适用于电池运用。

  一旦您了解了其作业原理,您就能够运用欧姆规律和功率方程轻松装备规划以满意您的一切需求。在示例接线-Ω 分流电阻器不影响体系的运转,其功耗约为 25 mW . 装备装备电阻器以使放大器的增益为单位。在这种情况下,输出电压(绝对值)等于流过负载的电流。归纳功率十分高,必定超越99.8%。明显,这种解决方案不能用于十分高的电流。

  运用电流传感器代替分流器具有很大的优势。分流器,其实并不是一个抱负的元件,可是早年面的接线图中能够看出,它有一个电感元件(串联)和一个电容元件(并联)。因而,不只需求在直流中进行电流丈量,还需求在沟通中进行电流丈量,因而需求运用更有用的办法,以便在不同的频率和电流规模内做出更好的估量,然后取得更高的成果准确性。

  电流传感器具有将初级电路与次级电路电阻隔的长处。这消除了共模电压纹波的搅扰,并大大降低了初级电流上的噪声。与分流器比较,电流传感器的输出信号更高,噪声更低。低得多的刺进阻抗降低了功耗,无疑进步了体系的短期和长时刻安稳性。

  一个简略的比如阐明晰这个主意:用于在 1,500 A 下供给 50 mV 的分流电阻器的功耗为 75 W。实际上,它的阻抗为 0.000033 Ω。为了完成高丈量安稳性和可重复性,分流器需求十分低的温度系数。假如体系在低电流或高电流下运用,则以伏特/安培为单位的灵敏度会有所不同。例如,DL2000UB-10V 电流传感器的有用刺进阻抗小于 0.5 µΩ,初级电路中的有用功耗在 1,500 A 时小于 1 W,比之前的分流器小 100 倍。即便初级电流十分低,信噪比也十分高。图3中的表格,显现了 DS、DM、DL 和 DQ 系列的 Danisense 电流传感器的摘抄。这些传感器是超安稳和高精度的,而且根据闭环作业原理,可随着时刻的推移供给超卓的线性度和安稳性。

  其间一些供给电流输出,而另一些供给电压。许多风趣的模型之一是 DM1200UB-1V(图 4),一种超安稳和高精度的传感器,用于丈量高达 1,800 A 的非侵入式和阻隔式直流和沟通电。其开口直径为 45 毫米,该宽度答应大型绝缘电缆和高精度丈量走漏电流的或许性。凭仗 15 ppm 的线 ppm 的偏移,其闭环技能可完成十分准确的丈量。机身彻底由铝制成,以改进 EMI 屏蔽和广泛的作业温度。它的运用规模从功率丈量和剖析到安稳电源的构建,从粒子加速器到精细驱动器,从电池测验和评价体系到电力体系校准。以下是该设备的一些电气特性:

  今日,一切工业体系都有电流传感器,在某些情况下,它们是不行代替的。它们的首要长处是它们能够被工业操控体系运用和轻松解说,而且与电路和负载彻底阻隔。事实上,将丈量体系直接连接到相关电路并不总是很便利。它们的脚印对错侵入性的,它们一般具有方形或矩形形状,或许类似于小型扬声器。可是,它们的功用十分重要。换能器操作背面的工程适当杂乱,但其操作和输出数据的剖析却极端简略,这是最重要的方面。