AN-209磁场电流传感.PDFVIP

SUNSTAR传感与控制 /TEL:0755FAX:0755E-MAIL:szss20@163.com 磁传感器的测量电流的应用 概述 此应用描述了用磁传感器来测量电流的基本原理，并提供了一些方法，以及每种方法的优缺点。 导论 测量电流，有很多种方法，最通用的方法是使用阻性分流器，变压器，或磁性传感器。阻性分流器应用欧姆定律：通过分流 器的电流与分流器两端的电压值成正比，分流器相当于与负载串联。这种方法的优点是：精度高，低偏差，缺点是无法提供 电绝缘和高的温飘。因而短暂的峰值可能烧伤分流器，并有可能导致电子元件的过载。电流变压器由一个初级线圈和一个次 极线圈，包围着一个磁芯组成，初级线圈产生电流，使磁芯感应出磁场，从而使次极线圈产生感应电流，与初级电流成正比， 比例大小由匝数决定。电流变压器提供了电气绝缘，但只能工作于交流电，并且体积大。 磁传感器集中了上述两种方法的优点，Honeywell 的磁阻传感器提供了高灵敏度，小体积，固态结构，并可用于非接触传感， 提供了电气绝缘，保护了传感器和周围的电子元件，传感器的“置位”和“复位”电路，提供了超低的偏差和超低的漂移， 其测量的电流波段可以从直流到 ～ ，可适用于大量程电流测量，且动态范围可超过 。 2 5MHZ 100dB Conductor 大多数情况下，磁场可由安培定律得出：磁场强度沿着电流流过 的路径的积分，就等于电流，即 ∮ ·d I H L = (1) 其中， 为磁场强度， 为电流， 为电流流经的路线的微分。 H I DL 对于一个圆形导体，选定固定距离 则 和 始终指向同一方向， r, H dL 如右图，对于同一个圆， 值大小一致，既然 θ H dL=rd , 则∫ ∑ ∫rdθ θ 0 ∏ H dL = H ( = ~2 ) 磁通量 （为常量），我们可得到 B=uH u Current B=(2*10-7I)at (3) Figure 1.—Direction of magnetic field vs. current r 例如： 则 µ 或 。 l=1amp,r=1cm, B=20 T 0.2G 下图显示了一个无限长的导线内，通过不同大小电流，产生的磁 场情况。如 安培时，在离导线中心 时产生的磁场为 高 1 2cm 0.1 斯。图的右边还列出了Honeywell 公司的磁传感器的量程。 刚才讨论的是一根无限细的导线，如果使用的是一根一定长度的 导线，且无圆形截面，或较长的导线，很难预测固定的磁力线分 布。图 绘出了一个无限长的，非圆形截面的导线的磁场图，它 4 的磁场分布的计算类似于一个宽的导体，导体由５根无限小的导 线组成，每两根相邻导线间距1.0mm，每根导线上带有总电流1/ 的电流，此导体的磁场分布由这 个导线各自产生的磁场叠加起 5 5 来。图中每一个纵格代表1.0mm 的宽度。安培法则的前提是一个 无限小的导线，适用于远距离磁场计算，因此，以上的类似不很 精确，因为磁场太接近于导体。请注意：测量磁场与导体越远，磁