有許多不同類型的傳感器和技術(shù)用于測(cè)量電流。從著名的電流互感器到最新的 DC-CT? 磁通技術(shù)。如今，幾乎所有當(dāng)前測(cè)量挑戰(zhàn)都有解決方案。在本文中，我們將逐一介紹這些技術(shù)。我們將比較和對(duì)比它們的優(yōu)缺點(diǎn)，以及它們的成本和應(yīng)用的適用性。
? 電流互感器
? DC-CT? Platise Flux
? 磁通門/零磁通
? 開環(huán)霍爾效應(yīng)
? 閉環(huán)霍爾效應(yīng)
? 光纖電流傳感器
? 分流電阻
? 羅氏線圈
| 類型 | 原理 | 優(yōu)點(diǎn) | 缺點(diǎn) | 應(yīng)用領(lǐng)域 | 成本 |
| 電流互感器（CT） | 次級(jí)繞組中感應(yīng)的電流與初級(jí)電流成正比 | 精度優(yōu)良，可靠性高。 | 有限的帶寬、尺寸和重量可能是巨大的。 | 電力系統(tǒng)、保護(hù)、計(jì)量。 | 中到高 |
| DC-CT? Platise Flux | 磁場(chǎng)調(diào)節(jié)磁芯材料的磁導(dǎo)率。 | 極高的精度、低溫漂、低功耗 | 在某些應(yīng)用中成本可能更高 | 精密、高帶寬電流測(cè)量、功率分析。 | 中到高 |
| 磁通門 | 磁場(chǎng)調(diào)節(jié)磁芯材料的磁導(dǎo)率。 | 精度高、遲滯低。 | 設(shè)計(jì)復(fù)雜、成本較高、對(duì)磁場(chǎng)敏感、功耗高 | 精密電流測(cè)量、功率分析。 | 中到高 |
| 開環(huán)霍爾效應(yīng) | 磁場(chǎng)會(huì)在霍爾元件中感應(yīng)出電壓，而無(wú)需反饋。 | 設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，性價(jià)比高。 | 易受外界影響，精度較低。 | 通用電流傳感。 | 適中 |
| 閉環(huán)霍爾效應(yīng) | 磁場(chǎng)感應(yīng)電壓；反饋調(diào)整準(zhǔn)確性。 | 精度更高，線性更好。 | 設(shè)計(jì)更復(fù)雜，成本更高。 | 精密應(yīng)用，電機(jī)控制。 | 中到高 |
| 光纖 | 法拉第效應(yīng)引起光偏振的變化。 | 電氣隔離性能優(yōu)良，適用于高壓系統(tǒng)。 | 帶寬有限，可能會(huì)受到環(huán)境因素的影響。 | 高電壓和 EMI 敏感環(huán)境。 | 高 |
| 分流電阻 | 測(cè)量電流路徑中已知電阻器上的電壓降。 | 簡(jiǎn)單且具有成本效益。 | 功耗會(huì)影響電路的阻抗。 | 電源、電池監(jiān)控。 | 低到中等 |
| 羅氏線圈 | 線圈中感應(yīng)的電壓與電流的變化率成正比。 | 靈活且非侵入性，適用于不規(guī)則導(dǎo)體形狀。 | 積分信號(hào)需要額外的處理。 | 高頻交流電流測(cè)量、電能質(zhì)量分析。 | 適中 |
電流互感器的主要功能是將非常高的交流電流分壓或“降壓”至較低水平，以確保安全并更容易測(cè)量。它們不會(huì)將電流改變?yōu)槠渌麞|西 - 它們只是將其分開。它們的降壓輸出被發(fā)送到電流表和其他用于監(jiān)控目的的儀器，以及繼電器和其他用于電力系統(tǒng)保護(hù)應(yīng)用的系統(tǒng)。
電流互感器 (CT) 通過電磁感應(yīng)原理工作。改變變壓器中的電流會(huì)通過改變磁通量在另一個(gè)線圈中感應(yīng)出電壓。電流互感器具有單匝初級(jí)繞組，也稱為“條初級(jí)”。該初級(jí)承載全部電流。
次級(jí)繞組（B）有很多匝，其輸出是電流的分壓。初級(jí)繞組與次級(jí)繞組的比率決定了在次級(jí)輸出 (A) 處測(cè)量的輸出電平。
電流互感器以其設(shè)計(jì)處理的測(cè)量范圍內(nèi)的高精度和線性度而聞名。因此，它們被大量用于發(fā)電和傳輸應(yīng)用。它們提供電流隔離，通常用于涉及非常高電流的應(yīng)用。電流互感器有實(shí)芯和分裂芯兩種外形尺寸。實(shí)心核心是環(huán)形“甜甜圈”形狀。這意味著母線必須斷開電源才能使其通過磁芯。在某些應(yīng)用中這是不可行的，分體式磁芯 CT 允許磁芯打開。 廉價(jià)的鐵芯夾是電流互感器的另一個(gè)例子。它們的工作原理相同，因此只能測(cè)量 AAC。
? 電流互感器可以處理非常高的電流
? 電流互感器提供電氣隔離輸出
? 電流互感器處理交流 (AAC)
? 電流互感器提供的輸出是原始電流的一部分
? 使用電流互感器是為了安全和方便測(cè)量
磁通門電流傳感器利用磁通量調(diào)制原理來測(cè)量電流。它們具有由高磁導(dǎo)率材料（例如鎳鐵合金）制成的磁芯。磁芯的形狀通常類似于環(huán)形線圈。初級(jí)繞組纏繞在磁芯上。通過初級(jí)繞組的電流在鐵芯中感應(yīng)出磁場(chǎng)。
勵(lì)磁線圈也纏繞在磁芯上，并施加交流電（AC）。交流電產(chǎn)生的磁場(chǎng)周期性地使磁芯飽和和消磁，從而在磁芯內(nèi)引起調(diào)制。這種調(diào)制在次級(jí)繞組中感應(yīng)出交流電壓。反饋線圈向勵(lì)磁線圈提供反饋。 磁通門傳感器的輸出是初級(jí)電流的低失真、準(zhǔn)確表示。輸出信號(hào)通常采用低壓交流信號(hào)的形式，可以進(jìn)一步處理或轉(zhuǎn)換以用于測(cè)量和控制系統(tǒng)。磁通門電流傳感器具有高精度，通常用于需要精確電流測(cè)量的應(yīng)用中。
DC-CT 品牌代表了一種采用 Plati?e 磁通傳感器技術(shù)的新型零磁通 AC/DC 傳感器。它提供了改進(jìn)的帶寬、準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性和更低的能耗。
電流控制可變磁阻是 DC-CT 的核心。一種“無(wú)限繞組”嵌入無(wú)間隙磁芯中，保留了高磁導(dǎo)率材料的所有良好特性。 結(jié)果是一種以發(fā)明者的名字命名的新型通量傳感器 - Plati?e（通量傳感器）。
與基于霍爾效應(yīng)的傳感器相比，DC-CT 解決方案不會(huì)產(chǎn)生氣隙，并且保留了非常高的靈敏度和對(duì)外部磁場(chǎng)的抗擾性。此外，它與溫度無(wú)關(guān)。
典型的磁通門傳感器會(huì)反復(fù)重置其磁芯并使其消磁，而 DC-CT 只需偶爾執(zhí)行此操作，并且更加節(jié)能。 DC-CT 傳感器可以測(cè)量 AAC 和 ADC。型號(hào)范圍從 2 A 到高達(dá) 2000 A，帶寬為 -3dB @ 750 kHz，目標(biāo)精度從 0.1% 降至 0.01%。其他潛在用途包括 B+ 級(jí)直流/交流剩余電流傳感器。
霍爾效應(yīng)電流傳感器利用霍爾效應(yīng)，在存在磁場(chǎng)的情況下產(chǎn)生垂直于導(dǎo)體中電流流動(dòng)的電壓。 霍爾效應(yīng)是指在電導(dǎo)體中產(chǎn)生電壓差，稱為霍爾電壓。該電壓垂直于流經(jīng)導(dǎo)體的電流和施加的磁場(chǎng)而產(chǎn)生，該磁場(chǎng)也垂直于電流。它是由埃德溫·霍爾于 1879 年發(fā)現(xiàn)的?；魻栃?yīng)電流傳感器是非接觸式的，在電流源及其輸出之間提供電流隔離。它們通常用于隔離很重要的應(yīng)用中。
目前，開環(huán)和閉環(huán)霍爾效應(yīng)電流傳感器均已上市。開環(huán)霍爾效應(yīng)傳感器提供與磁場(chǎng)強(qiáng)度成比例的輸出電壓或電流。該輸出不受主動(dòng)控制或補(bǔ)償。開環(huán)傳感器可能會(huì)受到環(huán)境溫度和老化效應(yīng)的影響。
閉環(huán)霍爾效應(yīng)電流傳感器采用反饋機(jī)制來主動(dòng)控制霍爾傳感器的輸出。該反饋環(huán)路根據(jù)磁場(chǎng)的變化調(diào)整輸出，補(bǔ)償溫度等環(huán)境因素，并提供更穩(wěn)定、更準(zhǔn)確的測(cè)量。
由于其相對(duì)復(fù)雜性，閉環(huán)傳感器可能比開環(huán)電流傳感器更昂貴。但當(dāng)更高的精度和穩(wěn)定性很重要時(shí)，閉環(huán)傳感器是更好的選擇。
羅氏線圈是圍繞載流導(dǎo)體的柔性空芯線圈。它們產(chǎn)生與電流變化率成比例的電壓。羅氏線圈背后的原理涉及檢測(cè)電流隨時(shí)間的變化率，它們?cè)跍y(cè)量快速變化或動(dòng)態(tài)電流（例如交流電路中的電流）時(shí)最有效。它們不適用于 DC 應(yīng)用。
羅戈夫斯基線圈物理上靈活且重量輕。他們的測(cè)量環(huán)有多種周長(zhǎng)可供選擇。它們的設(shè)計(jì)使其可以輕松連接現(xiàn)有導(dǎo)體。
分流電阻與電路中的負(fù)載串聯(lián)。負(fù)載通常是初級(jí)電路，分流電阻器創(chuàng)建電流的并聯(lián)路徑。利用歐姆定律，流過分流器的電流會(huì)產(chǎn)生與電流成比例的壓降。
分流電阻器設(shè)計(jì)為具有相對(duì)較低的電阻，以最大限度地減少其兩端的電壓降。這樣可以保證對(duì)原有電路的影響最小，并且測(cè)量準(zhǔn)確。
分流電阻器適用于高電流和低電流應(yīng)用，并且可用于交流和直流系統(tǒng)。分流電阻器廣泛應(yīng)用于電流表、電池管理系統(tǒng)、電源、電機(jī)控制系統(tǒng)和數(shù)千種其他應(yīng)用中。
光纖電流傳感器利用法拉第效應(yīng)，通過光纖環(huán)路的光的偏振會(huì)隨著電流感應(yīng)的磁場(chǎng)而變化。光纖傳感器的核心包含對(duì)磁場(chǎng)變化敏感的磁光材料。
光纖電流傳感器常見于高壓和高功率應(yīng)用中，例如配電系統(tǒng)和變電站，其中電氣隔離和精確的電流測(cè)量至關(guān)重要。它們?cè)诟唠姶鸥蓴_環(huán)境中具有安全性、可靠性和性能方面的優(yōu)勢(shì)。
電流傳感器的選擇取決于具體的應(yīng)用要求。 CT 對(duì)于大電流交流測(cè)量來說是可靠的。 Dewesoft 的 DC-CT? 適用于高端交流和直流測(cè)量?；魻栃?yīng)傳感器具有多功能性，光纖等專用傳感器適用于高壓環(huán)境。
成本各不相同，與磁通、光纖和霍爾效應(yīng)傳感器等高精度傳感器相比，CT 和電阻分流器等傳統(tǒng)方法更經(jīng)濟(jì)。
