當前位置:首頁檢測中心基礎(chǔ)知識 │ 主流的電流測量技術(shù)對比

主流的電流測量技術(shù)對比

  • 瀏覽次數(shù):7184次
  • 發(fā)布時間:2017/1/5 16:56:54
  • 作者:hb_yinhe

  主流的電流測量技術(shù)包括電阻式測量電流、電磁感應(yīng)測量電流以及晶體管測量電流,每種方法都有其優(yōu)點,根據(jù)應(yīng)用的要求不同,可以采用合適的電流測量方法。

  在這三種電流測量技術(shù)中,電阻式測量電流方法和晶體管電流測量技術(shù)是直流測量技術(shù),電磁感應(yīng)測量電流技術(shù)典型應(yīng)用包括電流互感器、霍爾傳感器、羅氏線圈,屬于間接測量電流技術(shù)。

電阻式電流測量技術(shù)

  用電阻測量電流是一種直接方法,典型的應(yīng)用是分流器。電阻測量電流技術(shù)優(yōu)點是簡單,線性度好。檢流電阻與被測電流放在一個電路里,流經(jīng)電阻的電流會使一小部分電能轉(zhuǎn)化為熱。這個能量轉(zhuǎn)換過程產(chǎn)生了電壓信號。用電阻測量電流除了簡單易用和線性度好的特點,檢流電阻的性價比也很好,溫度系數(shù)(TCR)穩(wěn)定,可以達到100 ppm/℃以下或0.01%/℃,不會受潛在的雪崩倍增或熱失控的影響。還有,低阻(小于1mΩ)的金屬合金檢流電阻的抗浪涌能力非常好,在出現(xiàn)短路和過流情況時,能實現(xiàn)可靠的保護。

電磁感應(yīng)電流測量技術(shù)

  電磁感應(yīng)測量電流技術(shù)的典型應(yīng)用包括電流互感器、霍爾傳感器、羅氏線圈。

01電流互感器

  電磁感應(yīng)測量電流技術(shù)典型應(yīng)用是電流互感器。電流互感器有三個突出優(yōu)點:與線電壓隔離,無損測量電流,大信號電壓能很好地抵御噪聲。這種間接測量電流的方法要求用到變化的電流,例如交流電,瞬變電流或開關(guān)式直流電,來產(chǎn)生一個磁耦合到次級繞組里的變化磁場。次級測量電壓可以根據(jù)在初級和次級繞組間的匝數(shù)比實現(xiàn)縮放。這種測量方法被認為“無損的”,因為電路電流通過銅繞組時的電阻損耗非常小。但是,由于負載電阻、芯損,以及初級和次級直流電阻的存在,互感器的損耗會導(dǎo)致失去一小部分能量。

電流互感器原理圖

電流互感器原理圖

02羅氏線圈電流測量技術(shù)

  羅氏線圈類似于電流互感器,會在次級線圈內(nèi)會感應(yīng)產(chǎn)生一個電壓,電壓大小與流經(jīng)隔離電感器的電流程正比。特殊之處在于,羅氏線圈采用的是氣芯設(shè)計,這一點與依賴層壓鋼等高磁導(dǎo)率鐵芯和次級繞組磁耦合的電流互感器完全不同。氣芯設(shè)計的電感較小,有更快的信號響應(yīng)和非常線性的信號電壓。由于采用了這種設(shè)計,羅氏線圈經(jīng)常被用在像手持電表這樣的已有接線上,臨時性地測量電流,可以認為是電流互感器的低成本替代方案。

羅氏線圈探頭基本結(jié)構(gòu)原理示意圖

  關(guān)于羅氏線圈的基本原理可以參考:羅氏線圈的工作原理

03霍爾效應(yīng)電流測量技術(shù)

  利用霍爾效應(yīng)測量電流的典型應(yīng)用是霍爾傳感器?;魻杺鞲衅鳟斠粋€帶電流的導(dǎo)體被放進磁場里時,在垂直于磁場和電流流動方向上會產(chǎn)生電位差。這個電位與電流大小成正比。在沒有磁場和電流流過時,就沒有電位差。但如圖所示,當有磁場和電流流過時,電荷與磁場相互作用,引起電流分布發(fā)生變化,這樣就產(chǎn)生了霍爾電壓。

  霍爾效應(yīng)元件的優(yōu)點是能測量大電流,而且功率耗散小。然而,這種方法也有不少缺點,限制其使用,例如要對非線性的溫度漂移進行補償、帶寬有限、對小量程的電流進行測量時,要求使用大偏置電壓,這會引起誤差、易受外部磁場的影響、對ESD敏感、成本高等。

  關(guān)于霍爾效應(yīng)的基本原理可以參考:霍爾效應(yīng)

  晶體管電流測量技術(shù)這里不做詳細介紹,總的來說探測電路中電流的方法有很多種,每種方法均有其優(yōu)點和不足,在實際應(yīng)用中要根據(jù)應(yīng)用特定的需求來選擇合適的方法。


Copyright 2010-2017 www.zjjiangshan.cn, All Rights Reserved 湖南銀河電氣有限公司 版權(quán)所有 湘ICP備09002592號-5