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霍爾電流傳感器和磁通門電流傳感器有什么區(qū)別

深圳航智 ? 2022-06-27 16:40 ? 次閱讀
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電流傳感器,是一種檢測裝置,能感受到被測電流的信息,并能將檢測感受到的信息,按一定規(guī)律變換成為符合一定標(biāo)準(zhǔn)需要的電信號或其他所需形式的信息輸出,以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。按照原理的不同,目前市面上較多的有兩種:磁通門電流傳感器和霍爾電流傳感器。而大部分人只知道霍爾電流傳感器,而不知磁通門電流傳感器。 那么, 霍爾電流傳感器磁通門電流傳感器 有什么區(qū)別呢?

一、原理
1 磁通門電流傳感器原理
磁通門電流傳感器是利用被測磁場中高導(dǎo)磁率磁芯在交變磁場的飽和激勵下,其磁感應(yīng)強(qiáng)度與磁場強(qiáng)度的非線性關(guān)系來測量弱磁場,這種物理現(xiàn)象對被測環(huán)境磁場來說好像是一道“門”,通過這道“門”,相應(yīng)的磁通量即被調(diào)制,并產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。利用這種現(xiàn)象來測量電流所產(chǎn)生的磁場,從而間接的達(dá)到測量電流的目的。從本質(zhì)上看,磁通門現(xiàn)象實際是變壓器效應(yīng)的伴生現(xiàn)象,也服從電磁感應(yīng)定律。

pYYBAGJaK-qAXqTuAAzM1rv7iBo201.png磁通門傳感器的整體框圖

在磁電路中,為構(gòu)造一個等效零磁通的磁場,必須對次級補(bǔ)償線圈進(jìn)行電流補(bǔ)償,補(bǔ)償電流與補(bǔ)償線圈匝數(shù)的乘積與被測的初級電流成正比,Ip=Ns﹒Is。此外,激勵磁芯和激勵線圈形成了一個飽和感應(yīng)器,在零磁通的情況下,對于傳感器磁路的檢測就是基于該感應(yīng)器電感值的變化。
2 霍爾電流傳感器原理
霍爾電流傳感器分為開環(huán)式霍爾電流傳感器和閉環(huán)式霍爾電流傳感器。
2.1開環(huán)式霍爾電流傳感器工作原理

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如圖,開環(huán)式霍爾電流傳感器由磁芯、霍爾元件和放大電路構(gòu)成。磁芯有一開口氣隙,霍爾元件放置于氣隙出。當(dāng)原邊導(dǎo)體流過電流時,在導(dǎo)體周圍產(chǎn)生磁場強(qiáng)度與電流大小成正比的磁場,磁芯將磁力線集聚至氣隙處,霍爾元件輸出與氣隙處磁感應(yīng)強(qiáng)度成正比的電壓信號,放大電路將該信號放大輸出,該類傳感器通常輸出±10V左右的電壓信號,也有部分傳感器為了增強(qiáng)電磁兼容性,變換為電流信號輸出。
2.2閉環(huán)式霍爾電流傳感器工作原理

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如圖2,閉環(huán)式霍爾電流傳感器包括磁芯、霍爾元件、放大電路和副邊補(bǔ)償繞組。與開環(huán)式霍爾電流傳感器相比,閉環(huán)式霍爾電流傳感器多了副邊補(bǔ)償繞組,正是副邊補(bǔ)償繞組,將閉環(huán)式霍爾電流傳感器的性能進(jìn)行了大幅度提升。
放大電路接受霍爾元件的輸出,并放大為電流信號提供給副邊補(bǔ)償繞組,副邊補(bǔ)償繞組在磁芯中產(chǎn)生的磁場與原邊電流產(chǎn)生的磁場在氣隙處大小相等,方向相反,抵消原邊磁場,形成負(fù)反饋閉環(huán)控制電路。
若副邊電流過小,產(chǎn)生的磁場不足以抵消原邊磁場,放大電路將輸出更大的電流,反之,放大電路輸出電流減小,從而維持氣隙處的磁場平衡。
若原邊電流發(fā)生變化,氣隙處磁場平衡被破壞,負(fù)反饋閉環(huán)控制電路同樣會調(diào)節(jié)副邊輸出電路,使磁場重新達(dá)到平衡。
宏觀上講,氣隙處將一直維持零磁通,保持磁平衡,這也是零磁通互感器及磁平衡霍爾電流傳感器名稱的來由。

二、性能特點區(qū)別
霍爾電流傳感器是通過霍爾芯片感應(yīng)外部磁場來實現(xiàn)對電流檢測,感應(yīng)芯片容易受外部環(huán)境的干擾,產(chǎn)生較大的零漂和溫漂;并且,其需要對磁芯進(jìn)行開口切割,通過磁芯氣隙中磁通量的變化來進(jìn)行電流測量,開口氣隙的存在,決定了霍爾電流傳感器在測量精度和抗干擾能力上存在著天生缺陷。
磁通門電流傳感是通過經(jīng)典控制理論來實現(xiàn)對電流檢測,而不是通過常規(guī)的芯片感應(yīng)來實現(xiàn),對外部環(huán)境不敏感,基本沒有溫漂和零漂;其磁芯無需開口切割,磁阻小,磁通穩(wěn)定度高,傳感器檢測精度高,靈敏度高,響應(yīng)速度快。

深圳市航智精密電子有限公司成立于2017年10月,是一家致力于高精度電流傳感器、高精度電壓傳感器以及高精度電測儀表的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售及方案定制的高科技企業(yè)。航智開發(fā)的高精度電流傳感器,是一種基于磁通門技術(shù)的電流測量與控制元器件,通過經(jīng)典控制理論來實現(xiàn)對電流進(jìn)行檢測,而不是通過常規(guī)的芯片感應(yīng)實現(xiàn)對電流檢測。航智著力打造直流傳感器的知名品牌,打破國外企業(yè)市場壟斷的現(xiàn)狀,力爭發(fā)展成為國際領(lǐng)先的直流系統(tǒng)領(lǐng)域精密電子的領(lǐng)軍企業(yè)。

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