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磁通門電流傳感器的精度為什么要比霍爾更高?

日期:2025-04-29 23:13
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摘要:磁通門電流傳感器的精度為什么要比霍爾電流傳感器更高?取決于被測電流Ip的大小,通過對電流Ish的波形進(jìn)行處理,我們可以得到與Ip電流成比例的電壓或電流信號,這就完成了對電流Ip的測量,即為磁通門電流傳感器的開環(huán)原理。

磁通門電流傳感器的精度為什么要比霍爾電流傳感器更高?
Q什么是磁通門原理?
磁通門原理其實(shí)質(zhì)是易飽和磁芯在激勵電流的作用下電感量隨激勵電流大小而變化,而電感量的變化導(dǎo)致磁通量的變化,磁通量就像門一樣被打開或關(guān)上,因此被形象的稱之為磁通門原理(Flux Gate)。

當(dāng)被測量的電流Ip=0時,磁芯中完整的激勵電壓信號,以及線圈內(nèi)的激勵電流,如下所示:
當(dāng)被測量電流Ip≠0時(此圖為Ip>0),激勵電流Ish和外界電流Ip同時作用于磁芯,其飽和會提前,電感量會提前減小,或者說電流波形不再對稱,有偶次諧波電流產(chǎn)生。

其不對稱的程度,取決于被測電流Ip的大小,通過對電流Ish的波形進(jìn)行處理,我們可以得到與Ip電流成比例的電壓或電流信號,這就完成了對電流Ip的測量,即為磁通門電流傳感器的開環(huán)原理。

閉環(huán)磁通門的原理:
如果將磁通門激勵電流產(chǎn)生的二次諧波信號放大后驅(qū)動補(bǔ)償線圈,使得聚磁磁芯中的磁通與原邊電流產(chǎn)生的磁通相互抵消,保持為“零”,即所謂“零磁通”狀態(tài)。如下圖,則稱之為閉環(huán)磁通門電流傳感器,如下圖所示(此處的磁通門探頭的作用與霍爾元件是一樣的):
磁通門電流傳感器從結(jié)構(gòu)上分各種形式,下面是幾種*常見的樣式:

a 單磁環(huán):通常測直流或低頻,量程有限
b 雙磁環(huán):交直流均可測,AC+DC模式
c 多磁環(huán)嵌套:業(yè)界*高精度,*純凈的電流測量方式
d 屏蔽雙磁環(huán):磁探針(相當(dāng)于小磁環(huán))
由于磁通門特有的超高磁靈敏性,基于磁通門原理的電流傳感器也具有了獨(dú)特的特點(diǎn):
高靈敏性,測量精度比普通霍爾原理高很多,又因?yàn)榇磐ㄩT探頭基于磁性材料,具有遠(yuǎn)比霍爾原理更穩(wěn)定的溫度特性。

Q磁通門電流傳感器的精度為什么要比霍爾電流傳感器更高?
原因一:磁通門原理的高靈敏性。
原因二:閉環(huán)磁平衡技術(shù),輸出嚴(yán)格按照匝比對應(yīng)關(guān)系。
原因三: 磁通門原理使用整體磁芯,不帶任何氣隙,因此無漏磁,亦沒有位置誤差。
原因四:雙磁通門探頭設(shè)計,補(bǔ)償并消除磁通門探頭振蕩諧波影響,輸出更干凈。
原因五: 零點(diǎn)失調(diào)offset更小,并且可微調(diào)。

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