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采用霍尔元件测量电流的电流探头

时间:2020-03-25 18:53:52 来源:上海日置 点击:43次

2020年小置“电”学堂的期,小置带来的是有关日置HIOKI开发的水平的电流探头和传感器的6种电流测量方式系列文章的第5篇。
上一期中,我们讨论了通用的零磁通电流检测方法,以及如何将其与绕组或电流互感器(CT)配对以实现在宽频率范围内满足各种应用,并且能够高精度的去测量AC电流。
在本期中,我将重点介绍零磁通的测量方法。该方法使用霍尔元件通过电流探头能够高精度的感应到AC / DC。

电流探头电流探头主要用于电气设备,医疗设备和电子元件的设计阶段。与示波器或存储记录仪组合使用时,该系统可提供极高的精度和宽频率测试,可作为测量电流消耗和控制的必不可少的工具。

这里说明一下,在零磁通的方法中,为了抵消在被测导体中流动的交流电流在磁芯内部产生的磁通,会在反馈线圈中流通2次电流。但是使用CT,霍尔元件或磁通门元件检测会存在无法消除低频领域中磁通量的问题。此时需要通过放大电路产生次级反馈电流,以抵消磁通中低频区的磁通量。该次级电流流向分流电阻器,产生的电压与在被测导体中流动的电流成正比。

日本日置电流探头

霍尔元件电流传感器HIOKI 3273-50、3274、3275、3276,CT6700,CT6701,CT6710和CT6711代表了霍尔元件的检测方法,它们均具有以下主要特性:

•  与CT检测方法类似,传感器的运作取决于抵消磁芯中的磁通量,使其不受磁芯的B-H磁特性影响而具有出色的线性度。
•  由于探头在高频区域中使用次级反馈绕组的CT进行运作,并在低频区域中使用放大器,因此支持较高的频率带宽。
•  与下一期将要讨论的磁通门元件检测方法一样,由于几乎没有励磁电流噪声,因此总体噪声非常低。

注意:
日置HIOKI电流探头中使用的霍尔元件是使用称为锑化铟(InSb)的化合物半导体在内部开发和制造的,该化合物在提供高灵敏度的同时由于对周围温度的敏感性而容易发生温度漂移。

由于零磁通量法通过驱动磁路的负反馈特性实现了非常稳定的测量,从而降低了磁芯的影响,因此它能够提供宽频带和革新技术的线性度,这是有助于优化传感器的性能。这些特性非常适合以下AC / DC的测量应用:

•  汽车ECU和仪表系统的电流测试,例如,暗电流,大电流,各种电机的工作电流
•  可穿戴设备(例如电池供电的设备及其传感器)的电流消耗测试
•  评估高速开关设备的性能,例如监视SiC,GaN或其他类型的组件的电流波形

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