幾種電流測量方法的特點(diǎn)比較
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- 發(fā)布時(shí)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(diǎn)分析
電流互感器符號(hào)表示方式的詳細(xì)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(qū)別
電流互感器二次取樣電阻如何取值？
詳細(xì)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(diǎn)，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(diǎn)。
一電磁式電流互感器
電磁式
電流互感器是電力系統(tǒng)使用的最多的測量設(shè)備，技術(shù)成熟、成本低廉、精度非常高，是目前用的最多的測量設(shè)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(zhì)量、價(jià)格均提高；
2、動(dòng)態(tài)范圍小，電流較大時(shí)，CT會(huì)出現(xiàn)飽和現(xiàn)象，飽和會(huì)使二次保護(hù)不能正確識(shí)別故障 現(xiàn)象；
3、互感器輸出信號(hào)需敷設(shè)電纜到二次設(shè)備，還要二次轉(zhuǎn)換成數(shù)字量；
4、CT開路會(huì)產(chǎn)生高壓，危及人身和設(shè)備安全；
5、易產(chǎn)生鐵磁諧振；
6、電流互感器在規(guī)定的工作頻率下有較高的精確度，但是它能適應(yīng)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(shí)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(diǎn)。
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(shí)，二次側(cè)不能開路，霍爾電流傳感器可以開路?；魻栯娏鱾鞲衅鬏敵鲭妷号c流過一次側(cè)電流大小成正比,一次側(cè)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(yīng)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(hào)不能夠直接進(jìn)電子檢測電路。
霍爾傳感器的其他優(yōu)點(diǎn)還有：
1、線性度好：優(yōu)于0.1%；
2、動(dòng)態(tài)性能好：響應(yīng)時(shí)間小于1μs跟蹤速度di/dt高于50A/μs，霍爾傳感器模塊這種優(yōu)異的動(dòng)態(tài)性能為提高現(xiàn)代控制系統(tǒng)的性能提供了關(guān)鍵的基礎(chǔ)。與此相比普通的互感器響應(yīng)時(shí)間為10-12ms，它已不能適應(yīng)工作控制系統(tǒng)發(fā)展的需要；
3、工作頻帶寬：在0-100kHz頻率范圍內(nèi)精度為1%。在0-5kHz頻率范圍內(nèi)精度為0.5%。
4、測量范圍大：霍爾傳感器模塊為系統(tǒng)產(chǎn)品，電流測量可達(dá)50KA，電壓測量可達(dá)6400V。
5、過載能力強(qiáng)：當(dāng)原邊電流超負(fù)荷，模塊達(dá)到飽和，可自動(dòng)保護(hù)，即使過載電流是額定值的20倍時(shí)，模塊也不會(huì)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(tài)峰值電流、電壓信號(hào)也能忠實(shí)地進(jìn)行反映；
7、響應(yīng)速度快：最快者響應(yīng)時(shí)間只為1us；
8、動(dòng)態(tài)性能好：響應(yīng)時(shí)間快，可小于1us;普通互感器的響應(yīng)時(shí)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(lián)，以擴(kuò)大其測量范圍的電阻器。分流器是根據(jù)直流電流通過電阻時(shí)電阻兩端產(chǎn)生電壓的原理制作而成，分流器實(shí)際就是一個(gè)阻值很小的電阻。測量簡單，直流測量精度可以達(dá)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(shí)，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(shí)傳遞非正弦波形。
四羅氏線圈
羅氏線圈是一種空心環(huán)形的線圈，可以直接套在被測量的導(dǎo)體上。導(dǎo)體中流過的交流電流會(huì)在導(dǎo)體周圍產(chǎn)生一個(gè)交替變化的磁場，從而在線圈中感應(yīng)出一個(gè)與電流變比成比例的交流電壓信號(hào)。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(gè)專用的積分器將線圈輸出的電壓信號(hào)進(jìn)行積分可以得到另一個(gè)交流電壓信號(hào)，這個(gè)電壓信號(hào)可以準(zhǔn)確地再現(xiàn)被測量電流信號(hào)的波形，但是羅氏線圈不能測量直流分量。
羅氏線圈與傳統(tǒng)電流測量裝置相比有以下突出優(yōu)點(diǎn)：
1、無飽和；
2、線性度好，標(biāo)定容易；
3、瞬態(tài)反應(yīng)能力突出，可用于中高壓保護(hù)；
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(shí)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(xiǎn)，無過載危險(xiǎn)；
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(dǎo)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(yè)應(yīng)用的新型磁電阻效應(yīng)傳感器，其利用的是磁性多層膜材料的隧道磁電阻效應(yīng)對磁場進(jìn)行感應(yīng)，廣泛用于現(xiàn)代工業(yè)和電子產(chǎn)品中以感應(yīng)磁場強(qiáng)度來測量電流、位置、方向等物理參數(shù)。
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(qiáng)、穩(wěn)定性好，可在油污、灰塵、雨水等惡劣環(huán)境下工作；
4、溫度穩(wěn)定性好，工作溫度范圍寬，可達(dá)200攝氏度；
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