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霍尼韦尔电流传感器的原理

  电流传感器主要是一种用于直流、交流、脉冲电流的检测与安全控制中的传感器件。其用途非常广泛,可用于电力系统微机监测、智能大厦配电监测、变速驱动设备、伺服电机、UPS和电信设备供电电源、焊接设备供电电源、过流保护、电子电路的电流监控、接地故障检测、汽车蓄电池管理系统等应用中。
目前,霍尼韦尔电流传感器主要采用了霍尔效应和磁阻效应两种工作原理,是分别利用两种原理对电流产生的磁场大小进行检测,并通过电磁互感的关系得到电流的大小。在工作模式上,霍尼韦尔电流传感器主要有两种方式,其分别是:直接检测式和磁平衡式。
直接检测式电流传感器
霍尔效应开环电流传感器是霍尼韦尔的一种直接检测式电流传感器。众所周知通电导线周围产生的磁场与流过电流成正比。该磁场经软磁材料聚集后,用霍尔器件来检测。由于它们有良好的线性,因此可用标定后的霍尔输出来测出电流的大小。
芯体空气间隙中磁场强度
霍尔效应开环电流传感器的原理图,间隙中的霍尔器件直接检测出原边导体中电流所产生的圆边磁场,经线性放大输出电压信号。通过电压与磁场大小转换关系得出原边磁场B,由上文中导体电流与磁场的关系可知,此时N取1,同时已知空气间隙Lg,就能得出电流Ip.
磁平衡式电流传感器
磁平衡式电流传感器又称零磁通式电流传感器,主要是基于磁场平衡原理(反馈系统),在传感器内部磁芯中始终处于零磁通状态。霍尼韦尔磁平衡式电流传感器主要有两类:霍尔效应闭环电流传感器和磁阻效应闭环电流传感器。
磁平衡式电流传感器反馈系统
以霍尔效应闭环电流传感器为例,当霍尔器件检测到原边导体中电流通过并产生相应磁场时,经放大后生成副边电流,流经反向绕制的副边线圈中就会生成副边磁场,且其磁场强度依照原、副边间的匝数比而增加。由内部电路产生的副边电流在任何时间都会精确再现原边电流波形,并最终在原、副边磁场相对平衡后正比于原边电流,其幅值与原、副边匝数成反比例关系。
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