直流電流是電測量中常見的被測量，在不同的應用場合，對直流電流檢測方法的精度、功耗、體積、安裝方式等方面提出了不同的要求。直流電流的檢測方法一般分為直接式和非直接式，直接式一般是通過串聯(lián)電阻檢測電壓的方法；非直接式測量一般通過檢測電流產(chǎn)生的磁場實現(xiàn)的，由于電流周圍會產(chǎn)生磁場，我們可以間接的通過測量磁場的大小得到被測電流的大小。直接式測量主要指分流器；非直接式測量主要包括霍爾電流傳感器和直流電流互感器，本文主要介紹這幾種直流電流檢測方法的原理及應用。

一直流電流檢測方法—分流器

　　分流器是根據(jù)檢測直流電流通過電阻時在電阻兩端產(chǎn)生電壓的原理構建的。分流器屬于直接式檢測法，測量電流的上限一般不能太大，電阻上直接得到的電信號是量值很小的模擬信號，還需外接放大電路將信號放大，再通過A/D轉(zhuǎn)換電路將其轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號。

圖示：分流器檢測方法原理示意圖

　　分流器檢測法精度高、結構簡單、成本低。但對串接的測量電阻和外接的信號放大電路有一定的要求。首先，這一電阻要有較高的精度和較好的溫漂特性，測量電阻的阻值在一定的環(huán)境下是不變的。其次，可以通過使用一些較好的測量儀器及較先進的測量方法得到所需的精度要求。但是溫度漂移不可預測，補償也比較困難。

　　分流器檢測法一般用于電壓不高，電流相對較小的情況，電流如果太大，電阻上就會產(chǎn)生比較大的損耗，如通過100A電流時，即使用毫歐級別的電阻產(chǎn)生的功耗也是很驚人的，而電阻上的損耗幾乎都轉(zhuǎn)化為熱能，這又增加了散熱的難度。此外，這種方法輸出信號小，需要附加放大電路，這也是分流器檢測法的局限處。

二直流電流檢測方法—直流電流互感器

　　直流電流互感器是一種基于磁調(diào)制原理構建的非直接測量用直流傳感器，它利用鐵芯線圈中鐵芯受直流和交流電流共同磁化時的非線性和非對稱性，通過整流電路，將通過線圈的直流大電流按匝數(shù)反比變換成直流小電流。主要用于測量直流大電流，也在整流系統(tǒng)中用作電流反饋、控制和保護元件。

　　如下圖所示，直流電流互感器結構原理示意圖所示，將通有電流的被測導線穿過雙磁環(huán)線圈，則該導線在磁環(huán)上產(chǎn)生恒定的磁通，同時控制電路在雙磁環(huán)中加入變化磁通，兩部分磁通在每個磁環(huán)中形成合成磁通，再將每個磁環(huán)中的合成磁通所產(chǎn)生的磁場能經(jīng)差分運算電路進行差分運算，即可實現(xiàn)檢測出導線通過的直流電流。

圖示：直流電流互感器結構原理示意圖

　　直流電流互感器性能穩(wěn)定，與分流器相比功率消耗小，能承受較大的負載。主要缺點是線性度差，二次電流紋波較大，在量程50%以下難以滿足準確度的要求，它只能測量直流，且一次電流通入時要求方向正確，否則二次將輸出錯誤的數(shù)值。另外，這種直流互感器雖可做成一次電流穿心式互感器，對于有些情況的一次系統(tǒng)安裝不便。

三直流電流檢測方法—霍爾電流傳感器

　　霍爾電流傳感器是根據(jù)霍爾效應制作的一種磁場傳感器，屬于間接測量，可以測量各種類型的電流，從直流到幾十千赫茲的交流。霍爾電流傳感器包括開環(huán)式和閉環(huán)式兩種，高精度的霍爾電流傳感器大多屬于閉環(huán)式，閉環(huán)式霍爾電流傳感器基于磁平衡式霍爾原理，即閉環(huán)原理，當原邊電流IP產(chǎn)生的磁通通過高品質(zhì)磁芯集中在磁路中，霍爾元件固定在氣隙中檢測磁通，通過繞在磁芯上的多匝線圈輸出反向的補償電流，用于抵消原邊IP產(chǎn)生的磁通，使得磁路中磁通始終保持為零。經(jīng)過特殊電路的處理，傳感器的輸出端能夠輸出精確反映原邊電流的變化。

圖示：閉環(huán)霍爾電流傳感器原理示意圖

　　霍爾電流傳感器只需外接正負直流電源，被測電流母線從傳感器中穿過，即可完成主電路與控制電路的隔離檢測，簡化了電路設計。霍爾電流傳感器的輸出信號是副邊電流IS，它與輸入信號(原邊電流IP)成正比，IS一般很小，只有幾十到幾百毫安。如果輸出電流經(jīng)過測量電阻Rm，則可以得到一個與原邊電流成正比的大小為幾伏的電壓信號，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換，可方便地與計算機和各種儀表接口。

　　霍爾電流傳感器具有優(yōu)越的電性能，是一種先進的、能隔離主電路回路和電子控制電路的電測量元件。它綜合了互感器和分流器的所有優(yōu)點，同時又克服了互感器和分流器的不足。具有精度高、線性好、響應快的優(yōu)點，但此方法易受干擾，不適合在復雜的工作環(huán)境和電氣環(huán)境中使用，同時元器件也易損壞。

---