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1、電阻分流器檢測技術
這是我們最容易想到的一種電流檢測技術，因為在學校里我們就學習過 I = U/R 。因此測量電阻兩端的電壓，即可以間接的測量出電流的大小。
因此，分流器檢測技術就是根據(jù)電流通過電阻時在電阻兩端產(chǎn)生電壓進行測量的。
應用領域：電阻分流器檢測在低頻率小幅值電流測量中，表現(xiàn)出高的精度和較快的響應速度。工業(yè)領域中，在不涉及到測量回路與被測電流之間隔離的場合，分流器是將電流信號轉(zhuǎn)變成電壓信號的的低成本方案。
友情提示：這里分流器就是指的電阻，這種電阻除了常見的合金電阻外，還有 MOS 的導通電阻哦。
2、電流互感器
電流互感器原理是依據(jù)電磁感應原理的。電流互感器的作用是可以把數(shù)值較大的電流通過一定的變化轉(zhuǎn)換成數(shù)值較小的二次電流，用來進行保護、測量等用途。電流互感器的工作原理基于法拉第電磁感應定律，即一個變化的磁場可以產(chǎn)生感應電動勢。在電流互感器中，主要通過一個線圈（一般為一定數(shù)量的匝數(shù)）將被測電流引導通過，從而在另一個線圈中產(chǎn)生感應電流。這兩個線圈通過一個磁介質(zhì)（如鐵芯）相互耦合，從而實現(xiàn)電流的傳遞和轉(zhuǎn)換。通過電流互感器，原始電路中的大電流可以轉(zhuǎn)換成較小的二次電流，使得后續(xù)的測量和保護工作更為方便和精確。這種轉(zhuǎn)換還有助于減少電路中的能量損耗，提高系統(tǒng)的效率和穩(wěn)定性。
應用領域：在電力系統(tǒng)中，電流互感器常用于電流測量、故障保護、電能計量等方面。通過測量二次電流的大小，可以準確地獲取原始電路中的電流信息，從而實現(xiàn)對電力系統(tǒng)的監(jiān)控和控制。在工業(yè)領域，電流互感器也廣泛應用于各種電力設備和控制系統(tǒng)中，為工程運行和管理提供了可靠的技術支持。電流互感器作為電力系統(tǒng)和工業(yè)控制中不可或缺的一部分，通過電磁感應原理的巧妙應用，實現(xiàn)了對大電流的轉(zhuǎn)換和測量，為電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行以及工業(yè)生產(chǎn)的高效進行提供了重要的技術保障。
3、霍爾電流傳感器
- 開環(huán)的霍爾電流傳感器采用的是霍爾直放式原理閉環(huán)的霍爾電流傳感器采用的是磁平衡原理。閉環(huán)的在響應時間跟精度上要比開環(huán)的好很多。開環(huán)和閉環(huán)都可以監(jiān)測交流電，一般開環(huán)的適用于大電流監(jiān)測，閉環(huán)適用于小電流監(jiān)測。優(yōu)點：封裝尺寸小，測量范圍廣，重量輕，低電源損耗，無插拔損耗。
開環(huán)式霍爾傳感器的工作過程：當原邊電流（Ip）通過一根導線時，周圍會產(chǎn)生一個磁場，這一磁場的大小與電流的強度成正比。這個磁場可以被一個磁芯聚集，然后傳遞到霍爾效應傳感器上?；魻栃獋鞲衅魇且环N利用霍爾效應來測量磁場強度的器件，當它感受到磁場時，會產(chǎn)生一個電壓信號輸出?；魻栃侵府旊娏魍ㄟ^載流子密度均勻分布的半導體材料時，垂直于電流方向施加磁場時，會產(chǎn)生橫向的電壓差，這就是霍爾效應?；魻柶骷ǔ０ㄒ粋€薄片狀的半導體材料，上面施加有電流，同時垂直于電流方向有磁場作用，從而在器件的側(cè)面產(chǎn)生電壓信號。這一輸出信號經(jīng)過信號放大器放大后，就可以直接輸出?；魻柶骷敵龅男盘柗从沉嗽呺娏鞯膹姸群头较颉Ｍㄟ^測量霍爾器件的輸出信號，可以準確地了解原邊電流的情況，這在電力系統(tǒng)的監(jiān)測和控制中具有重要的應用價值。因此，利用霍爾效應傳感器測量原邊電流，可以實現(xiàn)非接觸式、精準度高的電流測量，為電力系統(tǒng)的安全運行和故障檢測提供了可靠的技術手段。
IC 封裝形式的霍爾電流傳感器，如 ACS712。
閉環(huán)霍爾電流傳感器的工作過程：在電流互感器中，當原邊電流（IP）通過一根導線產(chǎn)生磁通時，這一磁通通過磁芯被集中在磁路中?；魻柶骷还潭ㄔ诖怕分械臍庀秲?nèi)，用于檢測磁通的強度。通過繞在磁芯上的多匝線圈，產(chǎn)生反向的補償電流，目的是抵消原邊電流（IP）產(chǎn)生的磁通，使得磁路中的磁通始終保持為零。這種補償電流的生成是通過霍爾效應和輔助電路實現(xiàn)的?；魻柶骷兄酱艌龅淖兓?，并產(chǎn)生一個信號，這個信號通過輔助電路處理，最終驅(qū)動多匝線圈產(chǎn)生補償電流。這樣，通過調(diào)節(jié)補償電流的大小，可以確保磁路中的磁通始終為零，從而實現(xiàn)對原邊電流的精確測量?；魻柶骷洼o助電路產(chǎn)生的副邊補償電流準確地反映了原邊電流的大小。經(jīng)過特殊電路的處理，傳感器的輸出端能夠輸出反映原邊電流變化的電流信號。這種處理通常包括放大、濾波和線性化等步驟，以確保輸出信號的準確性和穩(wěn)定性。
通過補償電流的調(diào)節(jié)和特殊電路的處理，電流互感器能夠?qū)崿F(xiàn)對原邊電流的精確測量和輸出，為電力系統(tǒng)的保護、控制和監(jiān)測提供了可靠的技術支持。
4、磁通門電流傳感器
磁通門傳感器是一種利用高導磁鐵芯在交變磁場下飽和特性的傳感器，它能夠測量弱磁場的強度。其工作原理基于法拉第電磁感應定律和磁性材料的非線性特性。在磁通門傳感器中，通常采用高導磁率的軟磁材料作為磁芯。當交變電流通過傳感器的原邊線圈時，磁芯會被交變磁場過飽和激勵，形成非線性響應。
傳感器的結(jié)構(gòu)可以類比特殊的變壓器。當外部磁場作用于傳感器時，磁芯的勵磁狀態(tài)變得不對稱，導致輸出信號發(fā)生調(diào)制。通過檢測輸出的調(diào)制信號，就可以測量外部磁場的強度和方向。傳感器輸出的信號通常是激勵信號的二次諧波，需要經(jīng)過適當?shù)奶幚聿拍艿玫娇捎玫臏y量數(shù)據(jù)。磁通門傳感器具有許多優(yōu)點，包括高分辨率、廣泛的測量范圍（尤其是針對弱磁場）、可靠性高、能夠直接測量磁場分量等。由于其特性，磁通門傳感器特別適用于高速運動系統(tǒng)中對磁場進行精確測量的場景。因此，在工業(yè)和科學領域，磁通門傳感器發(fā)揮著重要作用，為各種應用提供了可靠的磁場測量解決方案。
5、羅氏線圈
羅氏線圈，又稱磁位計，是一種空心線圈，通常繞制在非磁性骨架上，用于測量大電流，其工作原理基于電磁感應。羅氏線圈具有許多優(yōu)點，包括測量范圍寬廣、精度高、絕緣性能良好以及不易發(fā)生磁飽和等特點。然而，它的適用范圍局限于交流電流的檢測。由于羅氏線圈的設計特點和工作原理，它主要用于測量交流電流。通過電磁感應原理，當交流電流通過羅氏線圈時，會在線圈內(nèi)產(chǎn)生變化的磁場，進而誘導出感應電動勢。通過測量感應電動勢的大小，可以準確地推斷原始電路中的電流強度。
然而，羅氏線圈并不適用于直流電流的測量，因為直流電流無法產(chǎn)生變化的磁場，無法通過電磁感應產(chǎn)生感應電動勢。因此，對于需要測量直流電流的應用場景，需要選擇其他類型的傳感器或測量設備。總的來說，羅氏線圈作為一種常見的電流測量器件，在交流電流測量方面具有廣泛的應用，但需要注意其局限性，即僅適用于交流電流的測量。
6、巨磁阻電流傳感器
巨磁電阻傳感器是一種利用巨磁電阻效應來測量磁場的傳感器。它通常由四個巨磁電阻構(gòu)成惠斯通電橋結(jié)構(gòu)。這個惠斯通電橋結(jié)構(gòu)的設計有助于減少外界環(huán)境對傳感器輸出穩(wěn)定性的影響，并提高傳感器的靈敏度。惠斯通電橋是一種電路結(jié)構(gòu)，由四個電阻組成，分別為兩個主動電阻和兩個被動電阻，它們被安排在一個平衡電橋的形式中。當外部磁場作用于巨磁電阻傳感器時，電橋中的電阻值會發(fā)生微小的變化，從而引起電橋的不平衡。這個不平衡信號經(jīng)過信號處理電路后就可以轉(zhuǎn)換成磁場的測量值。
通過惠斯通電橋結(jié)構(gòu)，傳感器可以實現(xiàn)高靈敏度的磁場測量。同時，由于電橋結(jié)構(gòu)的特性，它能夠抵消部分環(huán)境因素的影響，使得傳感器的輸出更加穩(wěn)定可靠。巨磁電阻傳感器在工業(yè)、汽車等領域中廣泛應用，用于測量磁場并提供精確的磁場信息。其惠斯登電橋結(jié)構(gòu)為其穩(wěn)定性和靈敏度的提升提供了重要保障。
7、光纖電流傳感器
激光束經(jīng)由光纖傳輸，并通過起偏器產(chǎn)生偏振光，隨后通過自聚焦透鏡射向磁光晶體：在外部電流產(chǎn)生的磁場作用下，偏振光的偏振面將會旋轉(zhuǎn)θ角度；經(jīng)過檢偏器和光纖，最終進入信號檢測系統(tǒng)。通過對θ的測量，可以精準獲取電流的數(shù)值。當系統(tǒng)中的兩個偏振器透光主軸夾角設置為45°時，經(jīng)過傳感系統(tǒng)后的出射光強可用如下公式表示：l =（Io/2）*（1+sin2θ）其中Io為入射光強。通過測量出射光強，即可獲得θ的數(shù)值，從而實現(xiàn)電流大小的測量。這種傳感系統(tǒng)的優(yōu)點有：
- 易安裝：繞細光纖在導體上，實現(xiàn)電流檢測，輕便小型化。無電磁干擾：光學器件構(gòu)成，抗電磁干擾，穩(wěn)定輸出。廣泛測量范圍：無鐵心磁飽和，適用低至高頻、大電流。信號傳輸優(yōu)勢：光纖傳輸波形畸變小，傳輸損耗小，長距離傳輸。
下載ECAD模型
