如何测量线路中的电流

一、CT方式电流传感器的测量原理

CT方式电流传感器采用的原理是将测量电流转换为与匝数比相应的次级电流。

测量原理：

a，为了抵消由测量导体(初级侧)流过的交流电流引起的在磁芯内部产生的磁通量，在次级侧的绕组流过与匝数比相应的交流电流。(次级电流)

b，此次级电流流过分流电阻，在分流电阻两端产生电压。此电压是与流过测量导体的电流成比例的输出。

与其他方式相比的特点：

1，只能测量交流(无法测量直流)

2，价格便宜

3，主要用于50/60Hz工频

4，用于大楼的节能管理等使用的钳形功率计上

5，能抵消磁通量，因此线性度较好

二、霍尔元件方式电流传感器的测量原理

霍尔元件电流传感器采用的原理是将测量电流周围产生的磁场通过霍尔效果转换为电压。

测量原理：

a，流过测量导体(初级侧)的电流所引起的磁芯内部产生的磁通量，通过插入磁芯间隙的霍尔元件利用霍尔效果出现与磁通量相应的霍尔电压。

b，此霍尔电压非常小，因此是通过AMP增幅的输出信号。

c，此输出信号与流过测量导体的电流成比例。

与其他方式相比的特点：

1，可以测量从直流到交流(几kHz)

2，价格便宜

3，由于霍尔元件的线性度、磁芯的B-H特性的影响，一般来说精度不是很好

4，由于霍尔元件的特性，温度或经过时间的变化等原因会造成漂移，因此不适用于长时间测量。

5，磁芯会成为负载，因此无法延伸到高频带

三、 罗柯夫斯基方式电流传感器的测量原理

罗柯夫斯基方式电流传感器是利用测量电流周围产生的交流磁场，转换空心线圈的感生电压进行测量。

测量原理：

a，流过测量导体(初级侧)的电流所产生的磁场，通过与空心线圈进行互连，空心线圈产生感生电压。

b，此感生电压是测量电流的时间导数值(di/dt)，因此是通过积分器与测量电流成比例的输出信号。

与其他方式相比的特点：

1，因为没有磁芯，所以不会发生磁饱和，能够测量大电流

2，没有磁损耗带来的发热、饱和、滞后

3，传感器部分是空心线圈，可以做到柔性且纤细

4，阻抗小

5，只能测量交流，无法测量直流

6，测量灵敏度受空心线圈横截面以及长度的影响，因此容易受到导体位置的影响或外来干扰的影响，不能指望高精度测量。

7，无磁芯，因此难以测量10A以下的小电流

四、AC零磁通方式(绕组检测型)电流传感器的测量原理

AC零磁通方式电流传感器(绕组检测型)改善了CT方式的低频带特性。

测量原理：

a，为了消除流过测量导体(初级侧)的交流电流所引起的磁芯内部产生的磁通量Φ，流过与次级侧的反馈绕组的匝数比相应的次级电流。

b，低频带的磁通量消除不完，会残留磁通量

c，利用检测绕组检测此消除不完的磁通量，流过次级电流以通过AMP回路消除磁通量Φ

d，此次级电流流过分流电阻，在分流电阻两端产生电压

e，此电压是与流过测量导体的电流成比例的输出

与其他方式相比的特点：

1，因为是消除磁芯内部磁通量的负反馈操作，因此不受磁芯的B-H特性的影响，线性度优秀

2，在低频相位误差也很小，因此适合功率测量

3，工作磁通量电平小，因此插入阻抗低

4，在高频带作为CT工作，从而达到宽频

5，利用绕组进行检测，因此仅限测量交流电流，无法测量直流电流

五、AC/DC零磁通方式(霍尔元件检测型)电流传感器的测量原理

AC/DC零磁通方式电流传感器(霍尔元件检测型)通过CT方式和霍尔元件配合，可以从直流电流开始测量。

测量原理：

a，为了消除流过测量导体(初级侧)的交流电流所引起的磁芯内部产生的磁通量Φ，流过与次级侧的反馈绕组的匝数比相应的次级电流。

b，在从直流开始的低频带，磁通量消除不完，会残留磁通量

c，利用霍尔元件检测此消除不完的磁通量，流过次级电流以通过AMP回路消除磁通量Φ

d，此次级电流流过分流电阻，在分流电阻两端产生电压

e，此电压是与流过测量导体的电流成比例的输出

与其他方式相比的特点：

1，优秀的线性特性，连低电平也维持高精度

2，在宽频带实现了高S/N比

3，在高频带作为CT工作，因此可实现宽频

4，利用霍尔元件进行检测，可从直流检测磁性，因此能够从直流电流开始测量

六、AC/DC零磁通方式(磁通门检测型)电流传感器的测量原理

AC/DC零磁通方式(磁通门检测型)电流传感器通过CT方式和FG元件(磁通门)配合，可以从直流电流开始测量。

测量原理：

a，为了消除流过测量导体(初级侧)的交流电流所引起的磁芯内部产生的磁通量Φ，流过与次级侧的反馈绕组的匝数比相应的次级电流。

b，从直流开始的低频带，磁通量消除不完，会残留磁通量

c，利用FG元件检测此消除不完的磁通量，流过次级电流以通过AMP回路消除磁通量Φ

d，此次级电流流过分流电阻，在分流电阻两端产生电压

e，此电压是与流过测量导体的电流成比例的输出

与其他方式相比的特点：

1，优秀的线性特性，连低电平也维持高精度

2，工作磁通量电平小，因此插入阻抗低

3，检测直流的FG元件在工作原理上在广泛温度范围内偏移都非常之小，实现了高精度和高稳定。

审核编辑：汤梓红