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電流傳感器也稱磁傳感器,可以在家用電器、智能電網(wǎng)、電動(dòng)車、風(fēng)力發(fā)電等等,在我們生活中都用到很多磁傳感器,比如說電腦硬盤、指南針,家用電器等等。

電子式電流互感器包括霍爾電流傳感器、羅柯夫斯基電流傳感器及專用于變頻電量測(cè)量的AnyWay變頻功率傳感器(可用于電壓、電流和功率測(cè)量)等。

與電磁式電流傳感器相比較,電子式電流互感器沒有鐵磁飽和,傳輸頻帶寬,二次負(fù)荷容量小、尺寸小、重量輕、是今后電流傳感器的發(fā)展方向。

光纖電流傳感器是以法拉第磁光效應(yīng)為基礎(chǔ)、以光纖為介質(zhì)的新型電流傳感器。

當(dāng)線偏振光在介質(zhì)中傳播時(shí),若在平行于光的傳播方向上加一強(qiáng)磁場(chǎng),則光振動(dòng)方向?qū)�發(fā)生偏轉(zhuǎn),偏轉(zhuǎn)角度ψ與磁感應(yīng)強(qiáng)度B和光穿越介質(zhì)的長(zhǎng)度l的乘積成正比,即ψ=V*B*l,比例系數(shù)V稱為費(fèi)爾德常數(shù),與介質(zhì)性質(zhì)及光波頻率有關(guān)。偏轉(zhuǎn)方向取決于介質(zhì)性質(zhì)和磁場(chǎng)方向。上述現(xiàn)象稱為法拉第效應(yīng)。1845年由M.法拉第發(fā)現(xiàn)。

AIC是"特制集成電路"的英文縮寫,它是八十年代末迅速發(fā)展起來的一項(xiàng)高技術(shù)產(chǎn)品。從設(shè)計(jì)思想、研制手段,直到測(cè)試方法,使與傳統(tǒng)的通用集成電路有質(zhì)的區(qū)別,是將超大規(guī)模集成電路(VLSI)的工藝技術(shù)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)、自動(dòng)測(cè)試技術(shù)(ATE)三者結(jié)合的豐碩成果。應(yīng)用在變送器上,即為變送器專用厚膜電路。ASIC電路的變送器把變送器的轉(zhuǎn)換電路和輸出電路(即大部分電子電路)全部集成到一塊定制的芯片上,大大減少了元器件的數(shù)量,整個(gè)變送器僅有CT、PT、電源、大電容、ASic芯片等少數(shù)幾個(gè)器件,從而可大大提高整個(gè)變送器的可靠性和長(zhǎng)期穩(wěn)定性。

工作原理

霍爾原理電流傳感器是基于霍爾磁平衡原理(閉環(huán))和霍爾直測(cè)式(開環(huán))兩種基本原理。

開環(huán)電流傳感器的原理:原邊電流IP產(chǎn)生的磁通被高品質(zhì)磁芯聚集在磁路中,霍爾元件固定在很小的氣隙中,對(duì)磁通進(jìn)行線性檢測(cè),霍爾器件輸出的霍爾電壓經(jīng)過特殊電路處理后,副邊輸出與原邊波形一致的跟隨輸出電壓,此電壓能夠精確反映原邊電流的變化。

霍爾電流傳感器可以測(cè)量各種類型的電流,從直流電到幾十千赫茲的交流電,其所依據(jù)的工作原理主要是霍爾效應(yīng),如圖1所示。

當(dāng)原邊導(dǎo)線經(jīng)過電流傳感器時(shí),①原邊電流IP會(huì)產(chǎn)生磁力線,②原邊磁力線集中在磁芯周圍,③內(nèi)置在磁芯氣隙中的霍爾電極可產(chǎn)生和原邊磁力線成正比的大小僅幾毫伏的電壓,④電子電路可把這個(gè)微小的信號(hào)轉(zhuǎn)變成副邊電流IS,⑤并存在以下關(guān)系式:

(1)

其中,IS-副邊電流;

IP-原邊電流;

NP-原邊線圈匝數(shù);

NS-副邊線圈匝數(shù);

NP/NS-匝數(shù)比,一般取NP=1。

電流傳感器的輸出信號(hào)是副邊電流IS,它與輸入信號(hào)(原邊電流IP)成正比,IS一般很小,只有100~400mA。如果

輸出電流經(jīng)過測(cè)量電阻RM,則可以得到一個(gè)與原邊電流成正比的大小為幾伏的輸出電壓信號(hào)。

特性參數(shù)

標(biāo)準(zhǔn)額定值IPN和額定輸出電流ISN

IPN指電流傳感器所能測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)額定值,用有效值表示(A.r.m.s),IPN的大小與傳感器產(chǎn)品的型號(hào)有關(guān)。

ISN指電流傳感器額定輸出電流,一般為100~400mA,某些型號(hào)可能會(huì)有所不同。

傳感器供電電壓VA

VA指電流傳感器的供電電壓,它必須在傳感器所規(guī)定的范圍內(nèi)。超過此范圍,傳感器不能正常工作或可靠性降低,另外,傳感器的供電電壓VA又分為正極供電電壓VA+和負(fù)極供電電壓VA-。

測(cè)量范圍Ipmax

測(cè)量范圍指電流傳感器可測(cè)量的最大電流值,測(cè)量范圍一般高于標(biāo)準(zhǔn)額定值IPN。測(cè)量范圍可用下式計(jì)算:

(2)要注意單相供電的傳感器,其供電電壓VAmin是雙相供電電壓VAmin的2倍,所以其測(cè)量范圍要高于雙相供電的傳感器。

過載

電流傳感器的過載能力參見圖2。發(fā)生電流過載時(shí),在測(cè)量范圍之外,原邊電流仍會(huì)增加,而且過載電流的持續(xù)時(shí)間可能很短,而過載值有可能超過傳感器的允許值,過載電流值傳感器一般測(cè)量不出來,但不會(huì)對(duì)傳感器造成損壞。

精度

霍爾效應(yīng)傳感器的精度取決于標(biāo)準(zhǔn)額定電流IPN。在+25℃時(shí),傳感器測(cè)量精度受原邊電流影響的曲線如圖3所示,使用下面公式可計(jì)算出精度:

(3)

其中,K=NS/NP。

計(jì)算精度時(shí)必須考慮偏移電流、線性度、溫度漂移的影響。

偏移電流ISO

偏移電流也叫殘余電流或剩余電流,它主要是由霍爾元件或電子電路中運(yùn)算放大器工作狀態(tài)不穩(wěn)造成的。電流傳感器在生產(chǎn)時(shí),在25℃,IP=0時(shí)的情況下,偏移電流已調(diào)至最小,但傳感器在離開生產(chǎn)線時(shí),都會(huì)產(chǎn)生一定大小的偏移電流。產(chǎn)品技術(shù)文檔中提到的精度已考慮了偏移電流增加的影響。

線性度

參見圖4,線性度決定了傳感器輸出信號(hào)(副邊電流IS)與輸入信號(hào)(原邊電流IP)在測(cè)量范圍內(nèi)成正比的程度,ABB公司的電流傳感器線性度要優(yōu)于0.1%。

溫度漂移

偏移電流ISO是在25℃時(shí)計(jì)算出來的,當(dāng)霍爾電極周邊環(huán)境溫度變化時(shí),ISO會(huì)產(chǎn)生變化。因此,考慮偏移電流ISO的最大變化是很重要的,這可以通過下式計(jì)算:

其中,CV(Catalogue value)是指電流傳感器性能表中的溫度漂移值,例如:對(duì)CS2000BR型來說,CV為0.5×10-4/℃,最大溫度Tmax為-40℃,額定輸出電流為400mA,則偏移電流的最大變化為:Ma

安裝方法

霍爾電流傳感器產(chǎn)品說明一般由"傳感器產(chǎn)品型號(hào)"和"生產(chǎn)日期"兩部分構(gòu)成[5]。"傳感器產(chǎn)品型號(hào)"用于標(biāo)明傳感器的型號(hào)、額定測(cè)量值、標(biāo)準(zhǔn)型或非標(biāo)準(zhǔn)型。"傳感器生產(chǎn)日期"則是由8位數(shù)字構(gòu)成,表明傳感器的生產(chǎn)年份、日期(一年中的第幾日)及傳感器序列號(hào)。

霍爾電流傳感器產(chǎn)品很多,每種傳感器的外形結(jié)構(gòu)、尺寸大小等都有所不同,下面介紹幾種典型的外形結(jié)構(gòu)及安裝接線方法。

MP25P1型

MP25P1電流傳感器是ABB公司中一種量程很小的傳感器,所能測(cè)量的額定電流為5、6、8、12、25A,原邊管腳的不同接法可確定額定測(cè)量電流為多少,參見圖5。

ES300C型

如MP25P1一樣,一般傳感器都有正極(+)、負(fù)極(-)、測(cè)量端(M)三個(gè)管腳,但ES300C則沒有此三個(gè)管腳,而是有紅、黑、綠三根引線,分別對(duì)應(yīng)于正極、負(fù)極及測(cè)量端。同時(shí)在ES300C型傳感器中有一內(nèi)孔,測(cè)量原邊電流時(shí)要將導(dǎo)線穿過該內(nèi)孔。

不管是MP25P1還是ES300C型等電流傳感器,安裝時(shí)管腳的接線應(yīng)根據(jù)測(cè)量情況進(jìn)行相應(yīng)連線。

(1)在測(cè)量交流電時(shí),必須強(qiáng)制使用雙極性供電電源。即傳感器的正極(+)接供電電源"+VA"端,負(fù)極接電源的"-VA"端,這種接法叫雙極性供電電源。同時(shí)測(cè)量端(M)通過電阻接電源"0V"端。

(2)在測(cè)量直流電流時(shí),可使用單極性或單相供電電源,即將正極或負(fù)極與"0V"端短接,從而形成只有一個(gè)電極相接的情況,其接法共有四種(見圖6和圖7)。

在傳感器產(chǎn)品中,標(biāo)有"-N"標(biāo)志的表示該傳感器沒有電源意外倒置防護(hù)措施;標(biāo)有"-P"標(biāo)志的則表示該傳感器具有防護(hù)措施。圖6是無(wú)保護(hù)二極管時(shí)的單極性供電電源安裝接線方法,圖7是加有保護(hù)措施的傳感器的接法。

(3)具有屏蔽作用的傳感器的連接方法

ABB公司的部分電流傳感器具有電磁屏蔽作用,其產(chǎn)品外殼上會(huì)多一個(gè)"E"標(biāo)志的端口,其連接方式有兩種:將屏蔽端和負(fù)極(-VA)或零線(0V)相連,如圖8所示。

另外,安裝時(shí)必須全面考慮產(chǎn)品的用途、型號(hào)、量程范圍、安裝環(huán)境等。比如傳感器應(yīng)盡量安裝在利于散熱的場(chǎng)合;如果環(huán)境只適于垂直安裝,則必須選擇帶"V"字標(biāo)志的傳感器(如CS300 BRV)。

測(cè)量方法

除了安裝接線、即時(shí)標(biāo)定校準(zhǔn)、注意傳感器的工作環(huán)境外,通過下述方法還可以提高測(cè)量精度:

1、原邊導(dǎo)線應(yīng)放置于傳感器內(nèi)孔中心,盡可能不要放偏;

2、原邊導(dǎo)線盡可能完全放滿傳感器內(nèi)孔,不要留有空隙;

3、需要測(cè)量的電流應(yīng)接近于傳感器的標(biāo)準(zhǔn)額定值IPN,不要相差太大。如條件所限,手頭僅有一個(gè)額定值很高的傳感器,而欲測(cè)量的電流值又低于額定值很多,為了提高測(cè)量精度,可以把原邊導(dǎo)線多繞幾圈,使之接近額定值。例如當(dāng)用額定值100A的傳感器去測(cè)量10A的電流時(shí),為提高精度可將原邊導(dǎo)線在傳感器的內(nèi)孔中心繞九圈(一般情況,NP=1;在內(nèi)孔中繞一圈,NP=2;……;繞九圈,NP=10,則NP×10A=100A與傳感器的額定值相等,從而可提高精度);

4、當(dāng)欲測(cè)量的電流值為IPN/5的時(shí),在25℃仍然可以有較高的精度。

抗干擾性

1、電磁場(chǎng)

閉環(huán)霍爾效應(yīng)電流傳感器,利用了原邊導(dǎo)線的電磁場(chǎng)原理。因此下列因素直接影響傳感器是否受外部電磁場(chǎng)干擾。

(1)傳感器附近的外部電流大小及電流頻率是否變化;

(2)外部導(dǎo)線與傳感器的距離、外部導(dǎo)線的形狀、位置和傳感器內(nèi)霍爾電極的位置;

(3)安裝傳感器所使用的材料有無(wú)磁性;

(4)所使用的電流傳感器是否屏蔽;

為了盡量減小外部電磁場(chǎng)的干擾,最好按安裝指南安裝傳感器。

2、電磁兼容性

電磁兼容性EMC,(Electro -Magnetic Compatibility )是研究電氣及電子設(shè)備在共同的電磁環(huán)境中能執(zhí)行各自功能的共存狀態(tài),即要求在同一電磁環(huán)境中的上述各種設(shè)備都能正常工作而又互不干擾,達(dá)到"兼容"狀態(tài)的一門學(xué)科[8]�？臻g電磁環(huán)境的惡化越來越容易使電子元器件之間因互不兼容而引發(fā)系統(tǒng)的誤動(dòng)作,因此電工、電子設(shè)備電磁兼容性檢測(cè)極有必要。由于實(shí)際生產(chǎn)、科研及市場(chǎng)推廣的迫切需要,采用已通過電磁兼容性檢測(cè)的電流和電壓傳感器已形成共識(shí),并已成為一個(gè)強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)。ABB公司的所有電流傳感器自1996年1月1日起,均已通過了EMC檢測(cè)。

傳感器標(biāo)定

1、偏移電流ISO

偏移電流必須在IP=0、環(huán)境溫度T≈25℃的條件下進(jìn)行校準(zhǔn),按圖9方法(雙極性供電)接線,且測(cè)量電壓VM必須滿足:

VM≦RM×ISO (5)

2、精度

在IP=IPN(AC or DC)、環(huán)境溫度T≈25℃、傳感器雙極性供電、RM為實(shí)際測(cè)量電阻的條件下進(jìn)行測(cè)量,其接線如圖10所示,并用公式(3)計(jì)算精度。

3、保護(hù)性測(cè)試

霍爾電流傳感器在測(cè)量電路短路、測(cè)量電路開路、供電電源開路、原邊電流過載、電源意外倒置的條件下都可受到保護(hù)。對(duì)上述各項(xiàng)測(cè)試舉例如下:

(1)測(cè)量電路短路

此項(xiàng)測(cè)試必須在IP=IPN、環(huán)境溫度T≈25℃、傳感器雙向供電、RM為實(shí)際應(yīng)用中的電阻條件下進(jìn)行,連接圖如圖11所示,開關(guān)S應(yīng)在一分鐘之內(nèi)合上和打開。

(2)測(cè)量電路開路

此項(xiàng)測(cè)試條件為IP=IPN、環(huán)境溫度T≈25℃、傳感器雙向供電、RM是實(shí)際應(yīng)用中的電阻。測(cè)試圖如圖12,開關(guān)S應(yīng)在一分鐘之內(nèi)完成閉合/打開切換動(dòng)作。

(3)電源意外倒置測(cè)試

為防止電源意外倒置而使傳感器損壞,在電路中專門加裝了保護(hù)二極管,此項(xiàng)測(cè)試可使用萬(wàn)用表測(cè)試二極管兩端,測(cè)試應(yīng)在IP=0、環(huán)境溫度T≈25℃、傳感器不供電、不連接測(cè)量電阻的條件下進(jìn)行�？墒褂靡韵聝煞N方法測(cè)試:

第一種:萬(wàn)用表紅表筆端接傳感器"M"端,萬(wàn)用表黑表筆端接傳感器"+"端;

第二種:萬(wàn)用表紅表筆接傳感器負(fù)極,萬(wàn)用表黑表筆接傳感器M端;

在測(cè)試中,如萬(wàn)用表鳴笛,說明二極管已損壞。

八、傳感器應(yīng)用計(jì)算[5]

根據(jù)圖13,電流傳感器的主要計(jì)算公式如下:

NPIP=NSIS; 計(jì)算原邊或副邊電流

VM=RMI; 計(jì)算測(cè)量電壓

VS=RSIS; 計(jì)算副邊電壓

VA=e+VS+VM; 計(jì)算供電電壓

其中,e是二極管內(nèi)部和晶體管輸出的壓降,不同型號(hào)的傳感器有不同的e值。這里我們僅以ES300C為例,這種傳感器的匝數(shù)比NP/NS=1/2000、標(biāo)準(zhǔn)額定電流值IPN=300A rms 、供電電壓VA的范圍為±12V~±20V(±5%)、副邊電阻RS=30Ω ,在雙極性(±VA)供電,其傳感器測(cè)量量程>100A且無(wú)防止供電電源意外倒置的保護(hù)二極管的情況下,e=1V。在上述條件下:

(1)給定供電電壓VA,計(jì)算測(cè)量電壓VM和測(cè)量電阻RM:

假設(shè):供電電壓VA=±15V

根據(jù)上述公式得:

測(cè)量電壓VM=9.5V;

測(cè)量電阻RM=VM/IS =63.33Ω;

副邊電流IS=0.15A。

所以當(dāng)我們選用63.33Ω的測(cè)量電阻時(shí),在傳感器滿額度測(cè)量時(shí),其輸出電流信號(hào)為0.15A ,測(cè)量電壓為9.5V。

(2)給定供電電壓和測(cè)量電阻,計(jì)算欲測(cè)量的峰值電流;

假設(shè):供電電壓VA=±15V,測(cè)量電阻RM=12Ω,

則:VM+VS=(RM+RS)×IS =VA-e=14V

而:RM+RS=12W+30W=42W,

則最大輸出副邊電流: A

原邊峰值電流:IPmax=ISmax(NS/NP)=666A

這說明,在上述條件下,傳感器所能測(cè)量的最大電流即原邊峰值電流為666A。如果原邊電流大于此值,傳感器雖測(cè)量不出來,但傳感器不會(huì)被損壞。

(3)測(cè)量電阻(負(fù)載電阻)能影響傳感器的測(cè)量范圍。

測(cè)量電阻對(duì)傳感器測(cè)量范圍也存在影響,所以我們需要精心選擇測(cè)量電阻。用下式可計(jì)算出測(cè)量電阻:

其中,VAmin-扣除誤差后的最小供電電壓;

e-傳感器內(nèi)部晶體管的電壓降;

RS-傳感器副邊線圈的電阻;

ISmax-原邊電流IP為最大值時(shí)的副邊電流值。

另外我們可以通過下式確認(rèn)所選傳感器的穩(wěn)定性。

如果VAmin不符合上式,則會(huì)造成傳感器的不穩(wěn)定。一旦出現(xiàn)這種情況,我們可以有以下三種方法克服:

1)更換電壓更大的供電電源;

2)減小測(cè)量電阻的值;

3)將傳感器更換成RS較小的傳感器。

例如,某種型號(hào)的電流傳感器,其標(biāo)準(zhǔn)額定電流IPN=1000A,匝數(shù)比NP/NS=1/2000,e值為1.5V,副邊電阻RS=30Ω,測(cè)量電阻RM=15W,用15V電源單極性供電。則VA=30V(單極性供電是雙極性供電的2倍), 而:

IS=IP×NP/NS =0.5A

VS=RS×IS=15V

VM=RM×IS=7.5V

通過以上檢驗(yàn),可知這種傳感器在此條件下測(cè)量能保證穩(wěn)定性。它所能測(cè)量的原邊電流的最大值(即測(cè)量范圍)傳感器是能夠受規(guī)定的被測(cè)量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的器件或裝置的總稱,通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。當(dāng)傳感器的輸出為規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)時(shí),則稱為變送器。

變送器的概念是將非標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)的儀器,傳感器則是將物理信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的器件,過去常講物理信號(hào),隨之其他信號(hào)也將出現(xiàn)。一次儀表指現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量?jī)x表或基地控制表,二次儀表指利用一次表信號(hào)完成其他功能:諸如控制,顯示等功能的儀表。

傳感器和變送器本是熱工儀表的概念。傳感器是把非電物理量如溫度、壓力、液位、物料、氣體特性等轉(zhuǎn)換成電信號(hào)或把物理量如壓力、液位等直接送到變送器。變送器則是把傳感器采集到的微弱的電信號(hào)放大以便轉(zhuǎn)送或啟動(dòng)控制元件�；�?qū)�傳感器輸入的非電量轉(zhuǎn)換成電信號(hào)同時(shí)放大以便供遠(yuǎn)方測(cè)量和控制的信號(hào)源。根據(jù)需要還可將模擬量變換為數(shù)字量。傳感器和變送器一同構(gòu)成自動(dòng)控制的監(jiān)測(cè)信號(hào)源。不同的物理量需要不同的傳感器和相應(yīng)的變送器。還有一種變送器不是將物理量變換成電信號(hào),如一種鍋爐水位計(jì)的"差壓變送器",他是將液位傳感器里的下部的水和上部蒸汽的冷凝水通過儀表管送到變送器的波紋管兩側(cè),以波紋管兩側(cè)的差壓帶動(dòng)機(jī)械放大裝置用指針指示水位的一種遠(yuǎn)方儀表。當(dāng)然還有把電氣模擬量變換成數(shù)字量的也可以叫變送器。以上只是從概念上說明傳感器和變送器的區(qū)別。

性能指標(biāo)

* 執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn):IEC688:1992,

* 精度等級(jí):≤1.0%.F.S

* 線 性 度:優(yōu)于0.2%

* 響應(yīng)時(shí)間:≤10Us

* 頻率特性:0~10KHz

* 失調(diào)電壓:≤20mV

* 溫度特性:≤150ppM/℃(0~50℃)

* 整機(jī)功耗:≤30 mA

* 隔離耐壓:輸入/輸出/外殼間 AC2.0KV/min*1mA

* 過載能力:2倍電流連續(xù),30倍1秒

* 阻燃特性:UL94-V0

* 工作環(huán)境:-10℃~50℃,20%~90%無(wú)凝露

注意事項(xiàng)

* 注意產(chǎn)品標(biāo)簽上的輔助電源信息,變送器的輔助電源等級(jí)和極性不可接錯(cuò),否則將損壞變送器;

* 電流方向與產(chǎn)品外殼上所標(biāo)的箭頭同向時(shí),才能獲得正向輸出;

* 原邊母線的溫度不應(yīng)超過60℃,電流母線填滿原邊穿線孔時(shí),獲得最佳測(cè)量精度;

* 本系列變送器內(nèi)部未設(shè)置防雷擊電路,當(dāng)變送器輸入、輸出饋線暴露于室外惡劣氣候環(huán)境之中時(shí),應(yīng)注意采取防雷措施;

* 變送器為一體化結(jié)構(gòu),不可拆卸,同時(shí)應(yīng)避免碰撞和跌落;

* 請(qǐng)勿損壞或者修改產(chǎn)品的標(biāo)簽、標(biāo)志,請(qǐng)勿拆卸或改裝變送器,否則公司將不再對(duì)該產(chǎn)品提供"三包"(包換、包退、包修)服務(wù)。

隨著變頻技術(shù)和節(jié)能技術(shù)的發(fā)展,有必要對(duì)各類變頻調(diào)速裝置的能效進(jìn)行準(zhǔn)確的評(píng)測(cè),而電磁式電壓、電流互感器一般只能準(zhǔn)確測(cè)量工頻正弦電路的功率。新型的變頻功率傳感器,是一種電壓、電流組合式傳感器,該類傳感器直接輸出數(shù)字量,并采用光纖進(jìn)行傳輸,可以有效避免傳輸環(huán)節(jié)的損耗和干擾。并且在較寬的頻率范圍內(nèi)具有較小的比差和角差,可以準(zhǔn)確測(cè)量各類變頻電量(電壓、電流、功率和諧波等)。廣泛應(yīng)用于混合動(dòng)力電動(dòng)汽車、電動(dòng)車、太陽(yáng)能發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、變頻器、變頻電機(jī)和燃料電池等的產(chǎn)品檢驗(yàn)和能效評(píng)測(cè)。

英國(guó)出現(xiàn)了一種適合于安裝在240伏-600安變電站主線上的電流傳感器,這種傳感器對(duì)變電站的電力輸出進(jìn)行監(jiān)控,可以減少地方電網(wǎng)故障所造成的停電時(shí)間。電流傳感器可以對(duì)供電電纜進(jìn)行電流監(jiān)控,若是電纜出線超負(fù)荷,這些電流傳感器可將一部分負(fù)荷轉(zhuǎn)移到其他相中,或者是新鋪設(shè)的電纜中,保護(hù)電纜的安全使用和運(yùn)行。

隨著智能電網(wǎng)的不斷發(fā)展和升級(jí),電流傳感器也在技術(shù)、設(shè)計(jì)和效用等方面不斷進(jìn)行改進(jìn)和完善,對(duì)冶金、化工等行業(yè)的電流測(cè)流具有重大作用。

基于智能電網(wǎng)的光纖電流傳感器

新型光纖電流傳感器就是智能電網(wǎng)快速發(fā)展的科技產(chǎn)物。我國(guó)推出了XDGDL-1光纖電流傳感系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了管線電流傳感系統(tǒng)的全數(shù)字閉環(huán)控制,具有穩(wěn)定性和線性度好、靈敏度高等特點(diǎn),滿足了大量程范圍的高精度測(cè)量要求。

同時(shí),該系統(tǒng)開發(fā)了一種可現(xiàn)場(chǎng)繞制的伸縮結(jié)構(gòu),安裝方便,可避免雜散磁場(chǎng)的干擾,母線偏心的測(cè)量誤差小于正負(fù)0.1%,實(shí)現(xiàn)了一種高精度信號(hào)轉(zhuǎn)換方案,為整流器控制設(shè)備提供高精度模擬信號(hào)和標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字通信接口。

基于TMR(隧道磁電阻)效應(yīng)的電流傳感器:

TMR磁感應(yīng)技術(shù)在2004年首次工業(yè)應(yīng)用于電腦硬盤領(lǐng)域, 使硬盤的存儲(chǔ)密度有了質(zhì)的飛躍,單碟TB級(jí)的存儲(chǔ)硬盤進(jìn)入民用市場(chǎng)。經(jīng)過近10年的發(fā)展,TMR技術(shù)依然煥發(fā)勃勃生機(jī)。TMR磁感應(yīng)效應(yīng)和Hall技術(shù)類似,算是第四代磁感應(yīng)技術(shù)。靈敏度,分辨率,功耗,溫度特性都有10倍以上的提升。全芯片級(jí)制程控制提供可靠的品質(zhì)和合理的價(jià)格。國(guó)內(nèi)有些廠家開始推出TMR技術(shù)的電流傳感器。基于TMR芯片制造的電流傳感可以在高靈敏度,溫度穩(wěn)定性,抗干擾性,小型化、集成化、智能化和低功耗方面有著出色的表現(xiàn)。

工業(yè)升級(jí)發(fā)展促進(jìn)電流傳感器改進(jìn)

在我國(guó)工業(yè)發(fā)展升級(jí)的驅(qū)動(dòng)下,電力設(shè)備的安全性使用越來越受到重視。電流傳感器作為一個(gè)兼具保護(hù)性和監(jiān)控作用的工具,將會(huì)在未來的電網(wǎng)中起到更重要的意義。相比國(guó)外同類產(chǎn)品,國(guó)內(nèi)的電流傳感器技術(shù)還有很大的差距需要彌補(bǔ)和提高。

國(guó)內(nèi)也逐漸涌現(xiàn)出有很多新型產(chǎn)業(yè),都需要傳感器的支持,無(wú)論是出于安全性考慮還是市場(chǎng)效益考慮,電流傳感器將會(huì)趨于更加高效可靠,在低碳環(huán)保的要求下,小型化也是未來的一大趨勢(shì),這也將促進(jìn)國(guó)內(nèi)傳感器廠商投入更多的經(jīng)歷開發(fā)新技術(shù)和產(chǎn)品。在不久的將來,電流傳感器將會(huì)在更多行業(yè)得到廣泛應(yīng)用,同時(shí)將為新興物聯(lián)網(wǎng)打好基礎(chǔ)。

1、高靈敏度。被檢測(cè)信號(hào)的強(qiáng)度越來越弱,這就需要磁性傳感器靈敏度得到極大提高。應(yīng)用方面包括電流傳感器、角度傳感器、齒輪傳感器、太空環(huán)境測(cè)量。

2、溫度穩(wěn)定性。更多的應(yīng)用領(lǐng)域要求傳感器的工作環(huán)境越來越嚴(yán)酷,這就要求磁傳感器必須具有很好的溫度穩(wěn)定性,行業(yè)應(yīng)用包括汽車電子行業(yè)。

3、抗干擾性。很多領(lǐng)域里傳感器的使用環(huán)境沒有任何評(píng)比,就要求傳感器本身具有很好的抗干擾性。包括汽車電子、水表等等。

4、小型化、集成化、智能。要想做到以上需求,這就需要芯片級(jí)的集成,模塊級(jí)集成,產(chǎn)品級(jí)集成。5、高頻特性。隨著應(yīng)用領(lǐng)域的推廣,要求傳感器的工作頻率越來越高,應(yīng)用領(lǐng)域包括水表、汽車電子行業(yè)、信息記錄行業(yè)。

6、低功耗。很多領(lǐng)域要求傳感器本身的功耗極低,得以延長(zhǎng)傳感器的使用壽命。應(yīng)用在植入身體內(nèi)磁性生物芯片,指南針等等。