电流传感器 基础知识

没有电，我们该怎么办？无！这种能源无处不在，我们行业正在进行的能源转型和脱碳正在推动我们所有日常活动（例如电动汽车）实现更多的电气化。就像任何物理量一样，如果你不测量它，你就无法管理它！事实上，在任何过程中，测量对于监测、计量和控制系统都至关重要，为此需要一个电流传感器。

初级和次级电流

基本上，电流传感器是一种将我们想要测量的电流信号（称为“初级”电流）转换为另一个信号（称为“次级”电流或电压）的设备，可供电子控制板或仪器使用。由于初级电流可能不同（交流或直流、少量 mA 至 kA、隔离或非隔离等），因此使用下述不同技术的电流传感器种类繁多。

磁通门电流传感器

一般来说，磁通栅的原理是使用励磁材料线圈作为探针。由于饱和/去饱和循环和信号处理，该线圈能够按比例测量磁场。由此可以设计电流传感器的多种选择。它可以简单地替换气隙中的霍尔效应探头，或者线圈可以具有撕裂的形状。

高精度

对于第二种选择，电流传感器可以实现非常高的精度（几ppm）和强大的EMC鲁棒性。有关更多详细信息，我们邀请您阅读有关磁通门原理的详细文章。

电流传感器如何工作？

直接测量电流是一项相当具有挑战性的任务。这通常通过测量通过电流的副作用来简化，例如测量电阻分流器上产生的压降（欧姆定律）或测量初级导体周围的磁场（安培定律）。

使用电阻分流器进行电流测量非常简单，但需要用户中断初级电路以插入分流器，为分流器提供适当的冷却，或者至少为所需的电流范围进行适当的分流器尺寸调整，缺点是电流测量信号未与潜在危险的初级电压电平隔离。

利用产生的磁场进行电流测量的优点是非接触式，即隔离电流测量，因此不需要插入电阻分流器等有损元件来中断初级电路。通过初级导体的电流产生的磁场与施加的电流成正比，因此携带有关电流幅值的信息。

将测量的磁场转换为电流幅值信息的方式将取决于测量原理（链接到“电流传感器有哪些不同类型”），但共同的优点是电流测量与主电源电路完全隔离，这通常使控制和保护复杂电气系统的重要任务更容易处理。

直流电流传感器

并非每个基于安培定律的电流测量原理都可以测量直流电流。例如，电感式电流传感器和罗氏线圈依赖于交变/交流磁场导致线圈中电流和电压的磁感应，实际上无法测量直流电流。

磁性探头

能够感应直流磁场的磁性探头，如霍尔效应探头、磁通门探头和磁阻探头，可用于构建直流电流传感器（通常称为DCCT）。

开环和闭环电流传感器

开环和闭环都是可能的，但是在开环CT中施加强直流磁场可以使磁芯预磁化，从而显着影响交流电流的测量性能，同时考虑到公共的非线性B-H曲线。

交流电流传感器 

交流电流变送器，也称为交流电流互感器，通常简称为“CT”，广泛用作电网中电流传感的互感器，例如发电机或变电站。它们的功能是将测量电流缩小到较低的测量水平，并提供与高压电源线的重要隔离。

交流电流互感器的基本形式由磁芯组成，磁芯通常呈环形，缠绕有一根导线，称为次级绕组。在环形铁芯的开口处，初级电流通过。交流电流传感器的工作原理是法拉第感应定律，指出磁通量的变化会在电感绕组中感应出电压。这意味着交流电流传感器只能测量交流信号。交流电流变送器通常是一种无源器件，与分流器一起使用，以检测输出信号中的次级电流。

电流传感器 – 工作原理

交流电流传感器的工作原理是法拉第感应定律，指出磁通量的变化会在电感绕组中感应出电压。这意味着交流电流传感器只能测量交流信号。

交流电流变送器通常是一种无源器件，与分流器一起使用，以检测输出信号中的次级电流。