關于電流傳感器精度和測量范圍等知識小記

　　伴隨著城市人口和建設規模的擴大，各種用電設備的增多，用電量越來越大，城市的供電設備經常超負荷運轉，用電環境變得越來越惡劣，對電源的“考驗”越來越嚴重。據統計，原先作為配角，資金投入較少的電源越來越受到廠商和研究人員的重視，電源技術遂發展成為一門嶄新的技術。每天，用電設備都要遭受120次左右各種的電源問題的侵擾，電子設備故障的60%來自電源。因此，電源問題的重要性日益凸顯出來。

　　二、電流傳感器的工作原理

　　香港恒發科技有限公司的電流傳感器可以測量各種類型的電流，從直流電到幾十千赫茲的交流電，其所依據的工作原理主要是霍爾效應，當原邊導線經過電流傳感器時，原邊電流IP會產生磁力線①，原邊磁力線集中在磁芯②周圍，內置在磁芯氣隙中的霍爾電極③可產生和原邊磁力線①成正比的大小僅幾毫伏的電壓，電子電路④可把這個微小的信號轉變成副邊電流IS⑤，并存在以下關系式：

　　(1)其中，IS—副邊電流;

　　IP—原邊電流;

　　NP—原邊線圈匝數;

　　NS—副邊線圈匝數;

　　NP/NS—匝數比，一般取NP=1。

　　電流傳感器的輸出信號是副邊電流IS，它與輸入信號(原邊電流IP)成正比，IS一般很小，只有100~400mA。如果輸出電流經過測量電阻RM，則可以得到一個與原邊電流成正比的大小為幾伏的輸出電壓信號。

　　三、電流傳感器主要特性參數

　　1、標準額定值IPN和額定輸出電流ISN

　　IPN指電流傳感器所能測試的標準額定值，用有效值表示(A.r.m.s)，IPN的大小與傳感器產品的型號有關。

　　ISN指電流傳感器額定輸出電流，一般為100~400mA，某些型號可能會有所不同。

　　2、傳感器供電電壓VA

　　VA指電流傳感器的供電電壓，它必須在傳感器所規定的范圍內。另外，傳感器的供電電壓VA又分為正極供電電壓VA+和負極供電電壓VA-。

　　超過此范圍，傳感器不能正常工作或可靠性降低，

　　3、測量范圍Ipmax

　　測量范圍指電流傳感器可測量的最大電流值，測量范圍一般高于標準額定值IPN。測量范圍可用下式計算

　　(2)要注意單相供電的傳感器，其供電電壓VAmin是雙相供電電壓VAmin的2倍，所以其測量范圍要高于雙相供電的傳感器。

　　4、過載電流傳感器的過載能力。發生電流過載時，在測量范圍之外，原邊電流仍會增加，而且過載電流的持續時間可能很短，而過載值有可能超過傳感器的允許值，但不會對傳感器造成損壞。過載電流值傳感器一般測量不出來，上海三廣科技經銷進口currentsensor、accurrentsensor、電流開關currentswitch、accurrentswitch、currentsensingswitch、accurrentsensingswitch

　　5、精度

　　霍爾效應傳感器的精度取決于標準額定電流IPN。在+25℃時，傳感器測量精度受原邊電流影響的曲線如圖3所示，使用下面公式可計算出精度：

　　(3)其中，K=NS/NP。

　　計算精度時必須考慮偏移電流、線性度、溫度漂移的影響。

　　(1).偏移電流ISO

　　偏移電流也叫殘余電流或剩余電流，它主要是由霍爾元件或電子電路中運算放大器工作狀態不穩造成的。電流傳感器在生產時，在25℃，IP=0時的情況下，偏移電流已調至最小，但傳感器在離開生產線時，都會產生一定大小的偏移電流。產品技術文檔中提到的精度已考慮了偏移電流增加的影響。

　　(2).線性度

　　線性度決定了傳感器輸出信號(副邊電流IS)與輸入信號(原邊電流IP)在測量范圍內成正比的程度，香港恒發科技有限公司的電流傳感器線性度要優于0.1%。

　　(3).溫度漂移

　　偏移電流ISO是在25℃時計算出來的，當霍爾電極周邊環境溫度變化時，ISO會產生變化。因此，考慮偏移電流ISO的最大變化是很重要的，這可以通過下式計算：

　　四、傳感器型號、結構和安裝方法

　　香港恒發科技有限公司的傳感器產品說明一般由“傳感器產品型號”和“生產日期”兩部分構成[5]。“傳感器產品型號”用于標明傳感器的型號、額定測量值、標準型或非標準型。“傳感器生產日期”則是由8位數字構成，表明傳感器的生產年份、日期(一年中的第幾日)及傳感器序列號。

　　香港恒發科技有限公司的傳感器產品很多，每種傳感器的外形結構、尺寸大小等都有所不同，下面介紹幾種典型的外形結構及安裝接線方法。

　　1、HFB20A02電流傳感器

　　HFB20A02電流傳感器是香港恒發科技有限公司中一種量程很小的傳感器，所能測量的額定電流為0.005、0.5、1、5、10A，原邊管腳的不同接法可確定額定測量電流為多少，

　　2、HFK600B-R電流傳感器

　　如HFB20A02一樣，一般傳感器都有正極(+)、負極(-)、測量端(M)三個管腳，但HFK600B-R則沒有此三個管腳，而是有紅、黑、綠三根引線，分別對應于正極、負極及測量端。同時在HFK600B-R型傳感器中有一內孔，測量原邊電流時要將導線穿過該內孔。

　　不管是HFB20A02還是HFK600B-R型等電流傳感器，安裝時管腳的接線應根據測量情況進行相應連線

　　(1)在測量交流電時，必須強制使用雙極性供電電源。即傳感器的正極(+)接供電電源“+VA”端，負極接電源的“-VA”端，這種接法叫雙極性供電電源。同時測量端(M)通過電阻接電源“0V”端。

　　(2)在測量直流電流時，可使用單極性或單相供電電源，即將正極或負極與“0V”端短接，從而形成只有一個電極相接的情況，其接法共有四種

　　在傳感器產品中，標有“-N”標志的表示該傳感器沒有電源意外倒置防護措施;標有“-P”標志的則表示該傳感器具有防護措施。是無保護二極管時的單極性供電電源安裝接線方法，圖7是加有保護措施的傳感器的接法上海三廣下設一獨資子公司，三廣景芮，主要從事工業設備的維修：線路板維修、變頻器維修、PLC維修、電源維修已經醫療設備的維修DR維修、東芝CT維修和X光機維修。

　　(3)具有屏蔽作用的傳感器的連接方法

　　香港恒發科技有限公司的部分電流傳感器具有電磁屏蔽作用，其產品外殼上會多一個“E”標志的端口，其連接方式有兩種：將屏蔽端和負極(-VA)或零線(0V)相連，如圖8所示。

　　另外，安裝時必須全面考慮產品的用途、型號、量程范圍、安裝環境等。比如傳感器應盡量安裝在利于散熱的場合;如果環境只適于垂直安裝，則必須選擇帶“V”字標志的傳感器(如HFB20A02)。

　　五、提高測量精度的方法

　　除了安裝接線、即時標定校準、注意傳感器的工作環境外，通過下述方法還可以提高測量精度：

　　1、原邊導線應放置于傳感器內孔中心，盡可能不要放偏;

　　2、原邊導線盡可能完全放滿傳感器內孔，不要留有空隙;

　　3、需要測量的電流應接近于傳感器的標準額定值IPN，不要相差太大。如條件所限，手頭僅有一個額定值很高的傳感器，而欲測量的電流值又低于額定值很多，為了提高測量精度，可以把原邊導線多繞幾圈，使之接近額定值。例如當用額定值100A的傳感器去測量10A的電流時，為提高精度可將原邊導線在傳感器的內孔中心繞九圈(一般情況，NP=1;在內孔中繞一圈，NP=2;……;繞九圈，NP=10，則NP×10A=100A與傳感器的額定值相等，從而可提高精度);

　　4、當欲測量的電流值為IPN/5的時，在25℃仍然可以有較高的精度。