磁通门电流传感器测大电流原理 航智供

电流传感技术的基本原理有以下四种：

1、 电阻欧姆定律

2、 法拉第电磁感应

3、 磁场传感器

4、 法拉第效应

而深圳市航智精密有限公司电流传感器采用的是磁场传感器的电流传感技术中的磁通门电流传感器测大电流的原理。磁通门电流传感器，是一种高精度的电流测量与反馈元器件，可以将穿过传感器的直流大电流精密的变换成便于测量的小电流。它是一种比霍尔电流传感器的极限测量精度高两个数量级的电流测量元器件。

zui基本磁通门原理：采用磁场强度H与磁感应强度B之间的非线性关系

磁通门传感器测电流的常见设计方法

常见设计方法的比较

a)标准磁通门：初始电流产生的磁场通过磁芯得到集中，在闭环结构中，次级线圈是用来补偿集中的磁场。优点：优越的灵敏度，温度稳定性，高精度。

b)单一闭合环形磁芯结构：没有激励线圈，激磁线圈所产生的电流取决于初始电流的大小。特点：低消耗，热转换低，检测频率带宽有限

c)磁通门+电流转换器：提高了检测频率的带宽。磁通门负责提供低频信号，电流转换器负责高频信号。

d)采用第三个磁芯：抵消第一个磁通门在初级导体感应产生的电压噪音，激励线圈的电压随匝比倍增，当磁芯材料没有饱和时，仅仅只作为转换器。

磁通门传感器测电流：基于检测磁电路的饱和状态。磁芯用高磁导率材料制成，专注于被测的磁场。用一个信号激发磁性材料，外部磁场引起磁性材料对称饱和。这种对称随外磁场的消失而消失。附加线圈的电流引起了一个补偿磁场，该磁场恢复了磁滞循环的对称。所加电流补偿了被测电流所产生的磁场，它的电压值与这个电流成正比。

磁通门传感器运行的基本原理

在磁电路中，为了检测一个等于零磁通的磁场，必须通过必要的电流激励次级线圈，传感器在零磁通的环境下，电流通过次级线圈得到加强，证实与被测的初级电流成正比。Ip=Ns﹒Is铁磁磁芯和辅助线圈形成了一个饱和感应器，在零磁通的情况下，对于传感器磁路的检测就是基于该感应器电感值的变化。

磁通门传感器设计框图

对上设计图详细分析

1.信号发生器是为了激励辅助线圈：基于有磁滞现象的比较电路。  

   当循环电流在主要的线圈激励超过峰值时,电路将改变它的输出的电压值。在振荡电路检测这些磁性元件,并且这些元件的电特性将影响方波信号电路的振荡频率。对于传感器的设计，这些频率的范围在300赫兹左右。

2.辅助电流的对称检测

   没有初级电流,激励电流的平均值为零.初级电流存在影响不为零的平均值的输出，并且信号依赖于这个电流的敏感性。对于次级电流值得自动调节，采用了PI控制器，目的是为了确保初级电流激励线圈有零平均值。控制器包括一个三角的低频振荡器，一个频率检测器和一个模拟开关。频率检测器是为了检测激励电流，模拟开关受频率检测器的控制。

3.指示器的有效检测

   低频检测电流的输出与有效检测的指示器相连。在它检测的初级激励线圈是低频的时候，指示器才被激活。并且当系统在零磁通环境下工作时，影响将产生。一个LED和一个开关是输出元件，用来指示零磁通有效测量的环境。

4.驱动形成补偿电流

   电路是用来产生流经次级线圈的补偿电流。一个D级放大器被用来执行放大，这个放大器与线性放大器相比，呈现了高频的优点，但是增加了相同转化频率的泛音并放大化了，因此必须基于一个压力带宽调幅器，该调幅器产生了一个方形的电压，该电压的循环与IP控制的输出信号成比例。调幅器的方形波输出应用于补偿线圈，用一个半桥驱动电流。

5.高频电流的测量

  所测量的zuida交流电的频率取决于零磁通检测系统的工作频率。对于高频交流电来说，为了获得一个稳定的动态特性，以免电流的快速变化，就必须采用第三个磁芯，该磁芯被补偿线圈绕制，作为一个电流转换器。

6.电源供应器

传感器的电压是通过一个回馈的直流转化器提供。通过这种方法，两个稳定的输出电压来源于一个10V到30V的输入电压。

航智磁通门电流传感器基于自主知识产权的六大核心关键技术，产品成本、性能优势明显：

首先它采用了激磁闭环控制技术，与传统方案比省去了复杂的磁屏蔽系统设计。

第二，它采用了自激磁通门技术，与传统方案比省去了激磁发生器。

第三，采用自激退磁技术，零漂小，拓展了量程宽度，原来用两个传感器解决的问题，现在只需要一个传感器。

第四，采用了多点零磁通技术，通过对激励磁通、直流磁通、交流磁通以及高频磁通的零磁通闭环控制，实现了对直流电流、高频电流以及交流电流的精密检测，提高了传感器的电流检测精度，降低了传感器的生产成本。

第五，采用多级量程自动切换技术，对微伏级弱信号进行jingzhun放大，实现了高精度数字化输出，为大数据远程传输提供了必要条件。

第六，采用了温控补偿技术，降低传感器的温漂。