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電流傳感器 電路圖：用電流傳感器進行電流檢測電路圖 第1張" title="電流傳感器 電路圖：用電流傳感器進行電流檢測電路圖 第1張-傳感器知識網"/>

電流傳感器 電路圖：用電流傳感器進行電流檢測電路圖

　　過流檢測傳感器的工作原理如圖1所示。通過變流器所獲得的變流器次級電流經I／V轉換成電壓，該電壓直流化后，由電壓比較器與設定值相比較，若直流電壓大于設定值，則發出辨別信號。但是這種檢測傳感器一般多用于監視感應電源的負載電流，為此需采取如下措施。由于感應電源啟動時，啟動電流為額定值的數倍，與啟動結束時的電流相比大得多，所以在單純監視電流電瓶的情況下，感應電源啟動時應得到必要的輸出信號，必須用定時器設定禁止時間，使感應電源啟動結束前不輸出不必要的信號，定時結束后，轉入預定的監視狀態。
　　

電流傳感器 電路圖：電流傳感器

MicrochipTechnologyInc.(美國微芯科技公司)在美國國際傳感器及技術博覽會(SensorsExpo)上宣布推出模擬和數字相結合的電流傳感器PAC1921。該全新器件是世界上首個同時支持數字輸出和可配置模擬輸出的高端電流傳感器，能夠通過單輸出引腳呈現功率、電流或電壓。同時，所有功率相關輸出值也可通過與I2C?接口兼容的二線制數字總線進行傳輸。PAC1921采用10引腳3x3mmVDFN封裝，利用二線制總線傳輸以最大化數據和診斷報告，并利用模擬輸出最小化數據延遲。模擬輸出也可以經調節，配合3V、2V、1.5V或1V的單片機輸入的使用。對于在執行高速電源管理時不允許絲毫延遲的應用(如：聯網、電力分配、電力供應、計算和工業自動化應用)來說，PAC1921是一個理想的選擇。該器件還配備了一個39位累加寄存器和128倍增益放大器，使得其能夠測量小至0V、大至32V的系統負載功率。它還能夠集成超過2秒的功耗數據。此外，PAC1921配有一個READ/INT引腳，可進行測量周期的主控制，該引腳也能同步讀取多個器件。Microchip模擬和接口產品部營銷副總裁BryanJ.Liddiard表示：“PAC1921既能通過數字信號又能通過模擬信號輸出功率測量。它通過數字電流傳感器來最大化數據和診斷報告，并結合模擬電流傳感器來最小化數據延遲，賦予了設計人員更多的靈活性。”開發支持Microchip全新PAC1921高端功率和電流檢測評估板(部件編號：ADM)支持PAC1921，該評估板現已開始供貨。供貨PAC1921采用10引腳3x3mmVDFN封裝，現已開始提供樣片并投入量產，以5,000片起批量供應。相關閱讀：Microchip推出USB3.0控制集線器，支持相關評估板Microchip推出新型dsPIC33EP”GS”系列數字信號控制器Microchip推出全新單片機家族通用豐田車載娛樂系統中采用MicrochipMOST50出貨量已突破2500萬Microchip推出專為數字電源應用而優化的新型dsPIC33EP“GS”系列產品

電流傳感器 電路圖：電流傳感器電路圖

　　電流傳感器電路
　　提出一種基于電荷測試的片外電流傳感器電路，該電流傳感器電路由4片高速電流反饋放大器（CFAs）組成，使用CLC449單片集成運算放大器作為基本組成單元。改進后的電路如圖2所示。

　　電流傳感器電路通過測量連接在電源線上的采樣電阻兩端的電壓降而獲得瞬態電流，因此要求電流讀取放大單元要有足夠高的阻抗，以避免測試電路對被測集成電路供電電流的影響。利用運放U1和U2構成的電壓跟隨器電路為被測電路和U3構成的差分放大器電路的輸入端提供阻抗隔離。為了提高傳感器電路的穩定性，本文采用性能非常優良的儀用放大電路，增加了電阻R12。

　　根據式（3）可知，若前級放大器增益（R12+R11+R9）／R12增大，則CMRR也相應增大，如果R11和R9使用的是基本相同的值，那么稍稍出現偏差也無所謂。為了能改變放大倍數，甚至可以大幅度地改變R12的值，因為式（1）中的V+和V-各自之間沒有任何關系，所以CMRR也不會發生大的變化。并且在多數情況下，通過對稱使用U1和U2兩個運算放大器，而且R11=R9，則U1和U2兩個運算放大器由CMRR引起的輸出誤差，相位相同而且大小相等，這樣，差動放大電路的輸出誤差就會小到可以忽略不計。
　　AD電流傳感器典型應用接口電路圖
　　用途：用于電流傳感、電機控制、加速度傳感器、壓力傳感器、位置標志傳感器、應變傳感器和其他低電平信號源電路。

　　電流傳感器采樣電路
　　傳感器輸出電壓是正負值，但采集器要求輸入電壓是正值，該如何處理？
　　普樂銳思電流傳感器輸出的是模擬電流信號，而多數數字采樣系統測量的是電壓信號，即使其同時具備電壓、電流測量能力，電壓通道的測量精度一般遠高于電流通道。為獲得更高的測量精度，電流傳感器需要輸出一個電壓信號給采集器。這就需要在傳感器后接一個采樣電阻，將電流信號轉化為電壓信號。
　　當有客戶要求將測量電流轉換成電壓信號輸出時，普樂銳思可以提供IV變換器（IVC），方便測量。IVC根據被測電流的流向，可輸出正電壓值或負電壓值。但有眾多的采集器，僅能采集正電壓信號，此時如何處理？
　　例如，采集器要求輸入電壓范圍是0-5V，采集±100A電流傳感器的輸出信號，測試系統該如何搭建？
　　這需要對測試電壓信號進行平移，由正負區間平移至全正區間。
　　首先需要確定IVC型號，采集器輸入范圍為0-5V，即動態范圍為5V。IVC輸出信號的動態范圍一定要小于此值，超過此范圍，必然有部分信號處于飽和位置，造成測試失真。IVC的標準輸出有3種，分別為：±1V、±2V、±5V，動態范圍分別為2V、4V、10V。10V型號超過了采集器的動態范圍，不能使用。最接近5V（必須小于）的是4V，因此，優先選擇±2V 輸出的IVC-0102型號。
　　還有一種情況需要考慮，即傳感器的過載特性，±100A電流傳感器的量程為±100A，但可短時過載至±150A或以上，±100A對應的IVC-0102輸出動態范圍為4V，而±150A對應的動態范圍為6V，超出了采集器可測量的范圍。因此，需要測量高過載情況下，需選擇±1V 輸出的型號IVC-0101，它在±150A下的動態范圍為3V，滿足小于5V的要求。
　　其次，需確定信號的中點，即IVC輸出零值，對應的采集器電壓值。
　　一般信號中點取在動態范圍的中點附近，0-5V區間最常用的信號中點為2.5V，其它常用電壓還有2V、2.048V、3.3V等。請再次確認IVC輸出的電壓值經中點平移后可被此區間完全覆蓋。
　　信號中點要求要非常穩定，此電壓不能隨溫度、時間等產生明顯漂移，因此，需要選擇高精度的電壓參考源，Analog Devices Inc、Texas Instruments、Linear等公司均可提供一系列高性能電壓基準。采集器需要的輸入電壓可以通過參考電壓與IVC輸出電壓相加（或相減）即可，通過一個簡單的運放加法器即可實現。

　　其輸入輸出關系為：Vout=Vref + Vin
　　上述電路中，對Vref的驅動能力有一定要求，電壓參考的輸出電流不能太小，一般需要在電壓參考后加一級驅動電路。
　　也可以使用反相放大電路：

　　其輸入輸出關系為：Vout=Vref - Vin
　　反向放大電路的好處是，對基準Vref的驅動能力要求很低，不需要緩沖電路。

電流傳感器 電路圖：零磁通電流傳感器工作原理｜電路圖｜電流｜磁通

　　19世紀，英國物理學家詹姆斯·麥克斯韋建立的一組描述電場、磁場與電荷密度、電流密度之間關系的偏微分方程。麥克斯韋認為，變化的磁場之所以會使導體產生電流，是因為變化的磁場產生了渦旋電場。
　　霍爾傳感器的基于霍爾效應原理，當電流通過一個位于磁場中的導體的時候，磁場會對導體中的電子產生一個垂直于電子運動方向上的的作用力，從而在導體的兩端產生電壓差。
　　傳感器內有兩個線圈，線圈1流過被測電流1，線圈2電流2由內部電路產生，兩個線圈均產生磁場。磁場中放置一個與磁場方向垂直的通過恒定電流3的導體，控制電流2，使在通電導體的兩端產生的電勢差為零，此時，磁場完全抵消，即兩個磁場大小相等，方向相反，而磁感應強度與線圈電流成正比，此時，線圈2的電流2即可反應被測電流1的大小。
　　零磁通電流傳感器工作原理
　　零磁通電流傳感器的工作原理基于磁-電轉換，依賴于磁材料的強非線性。根據麥克斯韋方程組，直流電流產生的靜磁場沒有可測的電效應，如果是線性系統，則系統的輸出與輸入電流之間沒有任何關系，即線性系統不可能通過磁通感應測量直流電流。非線性系統可以在輸入的直流電流和輸出之間建立聯系。
　　
　　AnyWay零磁通電流傳感器原理圖由于直流電流沒有可測的電效應，為使系統能夠“動”起來，首先需要構造一個交變電流Iac與直流輸入電流Idc疊加，它們共同作用在非線性的磁材料上，即“磁調制”過程。
　　
　　圖1：電流互感器原理電路圖 圖2：二次等效電路圖
　　穿芯式電流互感器的原理電路如圖1所示，圖2是其二次等效電路圖。I1為電流互感器一次側電流，I2為二次側電流，I0為激磁電流。N1、N2分別為一、二次繞組匝數。因此，該電流互感器的磁勢平衡方程為：
　　
　　當激磁安匝I0N1為零時，I1N1=-I2N2即副邊安匝變化能完全反應原邊安匝變化，誤差為零。一般稱I0N1為絕對誤差，I0N1/I1N1為相對誤差。電流互感器的誤差為復數誤差，可用比值差f和角差δ表示。
　　
　　式中：
　　
　　δ為I2逆時針180°后與I1的夾角，如圖3所示。
　　
　　圖3：電流互感器向量圖
　　由此可見，由于I0N1的存在，使I2N2與I1N1存在角差δ和比差值f。若I0=0，則激磁磁勢為0，誤差為0。磁勢的鐵芯處于“零磁通”狀態，它工作在磁化曲線的起始段（線性段）。這時，電流互感器輸出波形就不會畸變，保持良好的線性段。此即為“零磁通原理”。因此，若能使互感器鐵芯始終處于零磁通狀態，就能從根本上消除電流互感器的誤差。但是，由互感器的工作原理可知，靠互感器自身是不可能實現零磁通的，必須靠外界條件的補償或調整。為此，采用動態平衡電子電路對其進行動態調整，使鐵芯始終處于“動態零磁通狀態”。

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