电流感测器

电流传感器是电气元件，通常可以使用电流触发的磁通密度以电隔离（非接触）方式测量电缆和母线中的安培数。

只能检测交流电的传感器和既能检测直流电又能检测交流电的传感器是有区别的。

交流传感器在狭义上被称为电流互感器。 它们通常由环形磁芯组成，设计类似于变压器。 待测交变电流流过的导体的交变磁场在测量线圈中感应出交变电流，该交变电流通过倒数匝数比与测量电流成正比。 电流互感器代表电流源，并指定xxx允许的所谓负载（终端电阻）以避免不允许的高输出电压或核心加热。 未使用的转换器短路。

对于小电流，电流互感器有自己的绕组用于测量交流电，对于大电流 - 根据类型，范围在几千安范围内 - 电流互感器被推到实心导体上（例如母线），这样只有一个“转”通过换能器的结果。

进一步说明：

• 带有大开口的交流电流钳，可以“折叠”在待测导体上。
• 开关电源、转换器或其他高频应用中的铁氧体环形电流互感器
• 罗氏电流互感器：被测导体周围没有铁芯的线圈

通过选择所涉及线圈的匝数比，可以覆盖较大的测量范围，而不会显着影响初级电路。 基于此原理的电流互感器不需要任何外部能量即可运行。

原则上，直流传感器也可以检测交流电和瞬态过程。 您需要辅助能源（电源电压）。

原则上，配备霍尔传感器的系统对温度敏感，可能需要进行温度补偿。 非常高的电流，包括高短期浪涌电流，可以磁化所使用的磁芯材料，从而导致测量误差或由于剩磁引起的零点偏差（偏移误差）。

这些传感器与霍尔传感器配合使用。 使用由优选线性软磁性铁磁材料制成的开槽环形磁芯，其包围载流导体或在其上应用具有几匝的初级绕组。 霍尔传感器本身安装在槽（气隙）中。 同时，气隙限制磁通密度，使磁场和电流之间的关系线性化，从而实现大面积测量。 来自霍尔传感器的测量信号与磁场成正比，因此与电流成正比。 在电流非常小的情况下，图像不是完全线性的，地球磁场甚至会产生干扰作用。

可以记录直流电和交流电的电流钳通常是根据这个原理工作的。 这些电流钳由一个铰接的环形磁芯组成。

这些传感器的构造方式与直接成像传感器类似。 然而，额外的绕组被施加到围绕导体的芯，补偿电流流过该芯，该补偿电流由电子电路以这样的方式产生，即测量电流的磁场和补偿电流（相反的磁场）相互抵消其他在传感器上。 通过连接端子从外部环入补偿绕组的测量电阻器产生与电流成比例的电压，该电压形成输出信号。

补偿转换器比直接成像霍尔电流传感器更精确，除其他外，可以通过精确测量和小电流将地球磁场的影响降至最低。 它们具有较低的失调和线性误差，但也更昂贵并且需要更多的辅助电源。

这些传感器也有一个由铁磁材料制成的磁芯，但这个磁芯没有气隙，而是一个集成的软磁传感器。 与带有霍尔传感器的补偿电流互感器一样，它通过电子设备控制通过补偿绕组的电流，使磁通量变为零。 这些电流传感器比霍尔传感器具有更小的偏移、滞后和温度误差。

这里一个簧片开关轴向放置在线圈内，我即紧紧围绕玻璃管（“芦苇”）。 通过选择线圈的匝数，您可以确定簧片触点闭合时的电流。 这个开关电流可以通过由簧片触点打开的 LED 显示。

对于高频电流，有时会使用一根导线，它会被待测电流加热。 这种加热是使用合适的设备测量的，例如使用热线测量机构或 - 具有相应的线电阻温度系数 - 电阻测量。

在电机保护开关、微型断路器和热继电器中，使用双金属片，它们要么有电流流过它们，要么带有厚的加热线圈。 此类电流传感器具有跟随有效电流的偏转和一定的热惯性，因此特别适用于过流保护装置。 它们还用于电流互感器的次级电路，以在发生过电流时关闭主电路中的断路器。

此处待测量电流的导体被透明光学介质包围，例如玻璃纤维。 由于法拉第效应，穿过介质的线偏振光束的偏振方向会因导体周围的磁场而发生旋转。 通过测量光学平面的这种旋转，可以确定导体中的电流。 这种光纤电流传感器，英文光纤电流传感器的缩写 FOCS，或英文磁光电流互感器的 MOCT，工作时不会对导体产生任何磁影响，即使在非常高的电压下也能提供电位隔离。 因此，他们将用于高压系统领域的电力工程，作为电流互感器的替代品。 另一个应用是测量电镀中的非常高的电流。

FOCS 的测量范围高达 500 kA（脉冲电流），精度可达 0.1%。

除霍尔传感器外，还有其他紧凑型电流传感器使用磁阻效应，但不需要外部环形磁芯来形成磁场。

传感器位于集成电路中。 电流通过元件或放置在电路板上要测量的迹线上，如相邻的图所示。 测量范围从几百毫安到几安培。

0-10 V 和 4-20 mA 的信号在自动化技术中很常见，以便以模拟形式传输各种物理变量。 上述电流传感器和电流互感器通常不适用于这些信号电平，因为它们不能提供足够高的负载或没有 4 mA 的偏移值。 因此，为自动化技术提供了具有 4-20mA 输出的电流传感器。 它们具有包括缩放在内的集成信号处理，通常输出交流电的有效值和直流电的平均值。

电流传感器en，用于机动车到监测电池电压和车辆电气系统，通常有CAN和LIN总线连接，这些连接是用微处理器实现的。 其他类型提供 PWM 输出。

高压电流互感器和传感器通常设计为支柱绝缘子。 在低电压 (<1000V) 时，它们插入电源轨。 由于它们必须承受短路电流，并且在许多情况下还要承受雷击，因此它们具有机械稳定性，以便能够承受磁力。 它们通常用合成树脂浇铸或涂覆。 常采用动铁测量机构显示电流，其刻度与变比相适应。 次级电流通常为 5 安培。 动铁动作表示有效值。

用于印刷电路板上焊料安装的电流传感器在这里是典型的，测量电流绕组是或不是一部分。 有现成的组件和由铁氧体环形磁芯制成的用户特定结构，用于开关模式电源或逆变器。