幾種電流測量方法的特點比較
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- 發布時間：2015/2/5 15:57:17
- 作者：銀河電氣
ppm級高精度零磁通電流傳感器
霍爾電壓傳感器原理詳解及特點分析
電流互感器符號表示方式的詳細描述
零磁通霍爾電流傳感器和零磁通電流互感器的原理與區別
電流互感器二次取樣電阻如何取值？
詳細描述電流互感器的接線圖
電流測量的方法有很多種，每種方法適用不同的場合，每種方法都有各自的特點，本文介紹幾種目前比較常見的電流測量方法，比較它們各自的特點。
一電磁式電流互感器
電磁式
電流互感器是電力系統使用的最多的測量設備，技術成熟、成本低廉、精度非常高，是目前用的最多的測量設備。但是電磁式電流互感器有很多的局限性：
1、絕緣難度大，特別是500kV以上，因絕緣而使互感器的體積、質量、價格均提高；
2、動態范圍小，電流較大時，CT會出現飽和現象，飽和會使二次保護不能正確識別故障 現象；
3、互感器輸出信號需敷設電纜到二次設備，還要二次轉換成數字量；
4、CT開路會產生高壓，危及人身和設備安全；
5、易產生鐵磁諧振；
6、電流互感器在規定的工作頻率下有較高的精確度，但是它能適應的頻率范圍很窄，尤其不能傳遞直流二此外，電流互感器工作時存在激磁電流，所以它是電感性元件，存在和分流器相同的缺點。
二霍爾電流傳感器
霍爾電流傳感器，直流和交流電流都可以測量，普通電流互感器只能測量交流電流，普通電流互感器，使用時，二次側不能開路，霍爾電流傳感器可以開路。霍爾電流傳感器輸出電壓與流過一次側電流大小成正比,一次側電流方向改變輸出極性也改變，所以可以測量交流電和直流電，對波形也沒有特別的要求;適用頻率范圍也較寬。一般應用在電子電路，如變頻器上。交流互感器只能夠測量交流，而且頻率必須是額定頻率，如50Hz互感器測量60Hz誤差比較大，輸出信號不能夠直接進電子檢測電路。
霍爾傳感器的其他優點還有：
1、線性度好：優于0.1%；
2、動態性能好：響應時間小于1μs跟蹤速度di/dt高于50A/μs，霍爾傳感器模塊這種優異的動態性能為提高現代控制系統的性能提供了關鍵的基礎。與此相比普通的互感器響應時間為10-12ms，它已不能適應工作控制系統發展的需要；
3、工作頻帶寬：在0-100kHz頻率范圍內精度為1%。在0-5kHz頻率范圍內精度為0.5%。
4、測量范圍大：霍爾傳感器模塊為系統產品，電流測量可達50KA，電壓測量可達6400V。
5、過載能力強：當原邊電流超負荷，模塊達到飽和，可自動保護，即使過載電流是額定值的20倍時，模塊也不會損壞；
6、測量范圍廣：它可以測量任意波形的電流和電壓，如直流、交流、脈沖、三角波形等，甚至對瞬態峰值電流、電壓信號也能忠實地進行反映；
7、響應速度快：最快者響應時間只為1us；
8、動態性能好：響應時間快，可小于1us;普通互感器的響應時間為10~20ms；
三分流器
分流器是與測量儀器儀表的電流電路并聯，以擴大其測量范圍的電阻器。分流器是根據直流電流通過電阻時電阻兩端產生電壓的原理制作而成，分流器實際就是一個阻值很小的電阻。測量簡單，直流測量精度可以達到比較高的程度。分流器存在的最大問題是輸入與輸出之間沒有電隔離。此外，用分流器檢測高頻或大電流時，不可避免地帶有電感性，因此分流器的接入既影響被測電流波形，也不能真實傳遞非正弦波形。
四羅氏線圈
羅氏線圈是一種空心環形的線圈，可以直接套在被測量的導體上。導體中流過的交流電流會在導體周圍產生一個交替變化的磁場，從而在線圈中感應出一個與電流變比成比例的交流電壓信號。線圈的輸出電壓可以用公式 Vout=M di/dt 來表示。其中 M 為線圈的互感.di/dt 則是電流的變比。通過采用一個專用的積分器將線圈輸出的電壓信號進行積分可以得到另一個交流電壓信號，這個電壓信號可以準確地再現被測量電流信號的波形，但是羅氏線圈不能測量直流分量。
羅氏線圈與傳統電流測量裝置相比有以下突出優點：
1、無飽和；
2、線性度好，標定容易；
3、瞬態反應能力突出，可用于中高壓保護；
4、待測電流頻率范圍寬，從0.1Hz到1MHz，可用于測量諧波；
5、待測電流量程大，可從1mA到1MA；
6、相位差在中頻時小于0.1度；
7、線圈絕緣電壓10kV；
8、使用安全，無二次開路危險，無過載危險；
9、尺寸極小，安裝簡單方便，可開口的線圈，方便接入，無須破壞導體，維修簡單方便。
五TMR電流傳感器
TMR傳感器是近年來開始工業應用的新型磁電阻效應傳感器，其利用的是磁性多層膜材料的隧道磁電阻效應對磁場進行感應，廣泛用于現代工業和電子產品中以感應磁場強度來測量電流、位置、方向等物理參數。
1、功耗更低，電阻率大、工作電流小，工作電壓低；
2、精度高，靈敏度高、信噪比好、分辨率高、線性好、線性范圍寬；
3、體積小，工藝性好，磁藕合、非接觸、抗干擾能力強、穩定性好，可在油污、灰塵、雨水等惡劣環境下工作；
4、溫度穩定性好，工作溫度范圍寬，可達200攝氏度；
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