主流的电流丈量手艺包括电阻式丈量电流、电磁感应丈量电流以及晶体管丈量电流,每种要领都有其优点,凭证应用的要求差别,可以接纳合适的电流丈量要领。
在这三种电流丈量手艺中,电阻式丈量电流要领和晶体管电流丈量手艺是直流丈量手艺,电磁感应丈量电流手艺典范应用包括电流互感器、霍尔传感器、罗氏线圈,属于间接丈量电流手艺。
用电阻丈量电流是一种直接要领,典范的应用是分流器。电阻丈量电流手艺优点是简朴,线性度好。检流电阻与被测电流放在一个电路里,流经电阻的电流会使一小部分电能转化为热。这个能量转换历程爆发了电压信号。用电阻丈量电流除了简朴易用和线性度好的特点,检流电阻的性价比也很好,温度系数(TCR)稳固,可以抵达100 ppm/℃以下或0.01%/℃,不会受潜在的雪崩倍增或热失控的影响I杏,低阻(小于1mΩ)的金属合金检流电阻的抗浪涌能力很是好,在泛起短路和过流情形时,能实现可靠的;。
电磁感应丈量电流手艺的典范应用包括电流互感器、霍尔传感器、罗氏线圈。
电磁感应丈量电流手艺典范应用是电流互感器。电流互感器有三个突出优点:与线电压隔离,无损丈量电流,大信号电压能很好地抵御噪声。这种间接丈量电流的要领要求用到转变的电流,例如交流电,瞬变电流或开关式直流电,来爆发一个磁耦合到次级绕组里的转变磁场。次级丈量电压可以凭证在初级和次级绕组间的匝数比实现缩放。这种丈量要领被以为“无损的”,由于电路电流通过铜绕组时的电阻消耗很是小。可是,由于负载电阻、芯损,以及初级和次级直流电阻的保存,互感器的消耗会导致失去一小部分能量。
电流互感器原理图
罗氏线圈类似于电流互感器,会在次级线圈内会感应爆发一个电压,电压巨细与流经隔离电感器的电流程正比。特殊之处在于,罗氏线圈接纳的是气芯设计,这一点与依赖层压钢等高磁导率铁芯和次级绕组磁耦合的电流互感器完全差别。气芯设计的电感较小,有更快的信号响应和很是线性的信号电压。由于接纳了这种设计,罗氏线圈经常被用在像手持电表这样的已有接线上,暂时性地丈量电流,可以以为是电流互感器的低本钱替换计划。
关于罗氏线圈的基来源理可以参考:罗氏线圈的事情原理
使用霍尔效应丈量电流的典范应用是霍尔传感器;舳衅鞯币桓龃缌鞯牡继灞环沤懦±锸,在笔直于磁场和电流流动偏向上会爆发电位差。这个电位与电流巨细成正比。在没有磁场和电流流过时,就没有电位差。但如图所示,当有磁场和电流流过时,电荷与磁场相互作用,引起电流漫衍爆发转变,这样就爆发了霍尔电压。
霍尔效应元件的优点是能丈量大电流,并且功率耗散小。然而,这种要领也有不少弱点,限制其使用,例如要对非线性的温度漂移举行赔偿、带宽有限、对小量程的电流举行丈量时,要求使用大偏置电压,这会引起误差、易受外部磁场的影响、对ESD敏感、本钱高等。
关于霍尔效应的基来源理可以参考:霍尔效应
晶体管电流丈量手艺这里不做详细先容,总的来说探测电路中电流的要领有许多种,每种要领均有其优点和缺乏,在现实应用中要凭证应用特定的需求来选择合适的要领。
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