磁阻材料具备一种特别的属性,铁磁材料的电阻率随自身磁化强度和电流方向夹角的改变而变化。外部磁场施加到铁磁性材料上,铁磁材料的长度方向上施加一个垂直于磁场的电流,铁磁材料自身阻值的变化,可以转化为元件端电压的变化。磁阻效应包括AMR(各项异性磁阻)、GMR(巨磁电阻效应)和TMR(隧道磁阻效应)。相比于其它磁传感器,TMR磁传感器具备优异的温度稳定性、极高的灵敏度、极低的本底噪声、极低的功耗、高分辨率、较大的动态范围、更小的尺寸等特点,象征了固态传感器技术的发展新趋势。磁通门电流传感器适合于动力电池电量监测,高精度电流监测等应用场合:如电动汽车电池管理系统。郑州芯片式电流传感器厂家直销
磁电流传感器的种类很多,按照测试原理可以划分为:罗氏(Rogowski)线圈、电流互感器、分流器、巨磁阻效应(GMR)、巨磁阻抗(GMI)各向异性(AMR)、隧道效应(TMR)、光学效应、霍尔效应等等。Rogowski 线圈测量电流的基本原理是电磁感应和安培环路定律,又叫电流测量线圈或者微分电流传感器,如下图所示。根据线圈上的感应电流信号与通过线圈的额电流变化率成正比的顾虑,通过积分还原一次回路电流值。这是一种交流电流的测量方法。Rogowski 线圈不含磁性材料,所以没有磁滞效应和磁饱和现象,测量的范围从数安培到几千安培,结构简单,测量回路与被测电流之间没有直接的关系,具有测量范围广、精度高、稳定性高、响应频率范围宽等优点,可以用来测量交流、直流和瞬态电流,用在继电保护、可控硅整流、变频调速等场合。郑州芯片式电流传感器厂家直销实时采集电动汽车的动力电池组中电池的端电压和温度、充放电电流及电池包总电压,防止电池过充或过放。
对比上述几种电流传感器当中,分流器、互感器和磁电流传感器,优缺点如下: 分流器 优点:足够简单、使用灵活、电流低时成本优势明显、适用于一百安培以下; 缺点:只适用于直流、电流大时设计困难、插入损坏大效率低、隔离应用时系统复杂; 互感器 优点:简单、交流精度较高; 缺点:只适用于交流或者脉动直流、体积大; 磁电流传感器 优点:交直流通用、微秒级响应、体积小插入损耗低、隔离应用时系统简单; 缺点:半导体器件抗冲击能力弱、容易磁饱和;
霍尔电流传感器是依据霍尔效应原理,除了霍尔效应原理之外,还有磁通门技术和磁阻技术来测量电流,磁通门技术从原理上测量精度高于霍尔效应原理,通常用作测量仪器的开发,如高精度的实验室用电流传感器。这里主要介绍依据霍尔效应原理的电流传感器。霍尔电流传感器是由结构和电路紧密配合的一个产品,这其中,霍尔元器件的高度、位置,铁芯的材料、长度、横截面积都决定着产品的性能。在设计产品时,一定要注意严格根据测量范围计算铁芯的磁路长度、铁芯的横截面积、磁隙间距以及霍尔芯片的高度。当然这部分的计算是设计霍尔电流传感器中关键的技术部分。电流传感器是一种将测量电流转换成电压信号的设备,常用于电力、工业控制和汽车领域等。
电流传感器的主要技术指标有: 额定值IPN和额定输出电流ISN:IPN指电流传感器所能测试的标准额定值,用有效值表示。ISN指电流传感器额定输出电流,一般为100~400mA。 供电电压VA:VA指电流传感器的供电电压,它必须在传感器所规定的范围内。 测量范围Ipmax:测量范围指电流传感器可测量的max电流值。 过载能力:发生了电流过载时,在测量范围之外,原边电流仍会增加,而且过载电流的持续时间可能很短,而过载值有可能超过传感器的允许值。 精度保证:霍尔效应电流传感器传感器的精度取决于标准额定电流IPN。电流是基本物理量之一,电流测量是基本的电气测量,存在众多的测试需求。郑州芯片式电流传感器厂家直销
而霍尔效应传感器和罗氏线圈传感器则适用于中低成本、中低精度的电流测量。郑州芯片式电流传感器厂家直销
霍尔效应是电磁效应的一种,这一现象是美国物理学家霍尔(E.H.Hall,1855—1938)于1879年在研究金属的导电机制时发现的。当电流垂直于外磁场通过半导体时,载流子发生偏转,垂直于电流和磁场的方向会产生一附加电场,从而在半导体的两端产生电势差,这一现象就是霍尔效应,这个电势差也被称为霍尔电势差。霍尔效应是霍尔电流传感器的工作原理。霍尔电流传感器是基于磁平衡式霍尔原理,从霍尔元件的控制电流端通入电流Ic,并在霍尔元件平面的法线方向上施加磁感应强度为B的磁场,那么在垂直于电流和磁场方向(即霍尔输出端之间),将产生一个电势VH,称其为霍尔电势,其大小正比于控制电流I与磁感应强度B的乘积。郑州芯片式电流传感器厂家直销
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