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磁通门传感器的主要类型有
一般来说,磁通门技术具有低零漂和偏温漂的特点,因为磁芯处于交变的 B-H 磁场中,避免了磁通门在磁路中的磁偏移(除了电子元器件的偏移,移或偏移漂移。对于 "标准 "磁通门来说,磁偏移主要由主磁芯产生)。
由于几乎不存在零漂,磁通门传感器具有非常好的精度。与霍尔效应的技术相比,这一优势在小电流测量中更为明显,因为在小电流测量中,零漂的影响相对来说更明显。
磁通门技术具有出色的过流恢复能力,这同样受益于磁场感应元件的磁化都会在随后的交变的 B-H 循环中恢复(同样的,不会影响到 "标准 "磁通门的主磁环)。
它的灵敏度远高于其他技术,可以测量很小的电流。(由设计决定,并取决于所需的 BEXT 和 BSI 量级)。
磁通门电流传感器具有较好的动态特性,可以用同一个传感器测量小电流和大电流。
得益于低零漂特性,磁通门传感器具有高分辨率,工作温度范围更宽。由于低温漂的特点,磁通门技术适用于宽温度范围的场合(仍受传感器材料和元件限制)。
此外,由于电流互感器效应(视设计情况),磁通门传感器具有高带宽及快速响应时间,特别是在 C 型和 IT 型磁通门传感器上表现的更明显。
另一方面,该技术也有一些局限性。
首先,较简单的磁通门技术会限制带宽。
通常会在激励频率处有噪声,这些噪声会在传感器输出端存在,还有可能耦合到原边被测线路中。注入原边被测线路的电压噪声也是缺点之一,但在绝大多数应用中,这部分噪声是可以接受的。
磁通门电流传感器的副边功耗相对较高,与闭环霍尔效应传感器类似。
最后,磁通门传感器的设计相对复杂,定制难度较大。这种复杂效的设计会带来较高的生产成本。
不使用霍尔器件。原边漏电流IPR (IL与IN之和)产生的磁通量由副边电流补偿。零磁通检测器是一个对称检测器,由方波发生器的电流输入给绕在磁芯上的副边线圈,通过检测副边线圈中的补偿电流来精确反应原边被测电流的大小。
在电压输出传感器中,补偿电流通过精密电阻器转换成电压,并提供给缓冲放大器的输出端。磁芯实际上是由一对两个磁壳组成,检测器位于磁壳内。
其工作原理是电流互感器加上磁感应元件,磁感应元件用于感应铁芯中的磁通密度。磁场感应元件的输出作为控制环路的差分信号,驱动变压器副边的补偿线圈。
在低频情况下,控制环路将通过铁芯的磁通保持在接近零的水平。随着频率的升高,变压器模式表现出来,补偿线圈中的电流增大。因此,副边线圈中的电流来反应原边电流的情况。
在电压输出传感器中,补偿电流通过精密电阻器转换为电压,并提供给缓冲放大器的输出端。
ITC 电流传感器采用磁通门技术的高精度传感器。这种高灵敏度零磁通量检测器使用独立的磁芯线圈(D')来降低噪音。原边和副边安培匝数之间的差异会造成磁通门电流的不对称。
微控制器会检测到这一差异,并控制补偿原边电流(IP x NP)的副边电流。
因此,精度非常高,温漂非常低。
副边补偿线圈中的电流可以精确反应原边被电流。
IT 电流传感器采用磁通门技术的高精度、大带宽传感器,未采用霍尔器件。原边电流IP产生的磁通量由副边电流补偿。
零磁通检测器是一个对称检测器,由方波发生器的电流输入给绕在磁芯上的副边线圈,通过检测副边线圈中的补偿电流来精确反应原边被测电流的大小。
C 型闭环磁通门传感器是 LEM 电压产品中的重要代表。该技术是与新西兰奥克兰大学(Dan Otto 教授)合作开发的,在精度、温度漂移、带宽和响应时间等方面具有极高的性能。这种高性能得益于用于安匝补偿的专利设计。
这种技术使用两个环形磁芯和两个副边绕组,根据安匝数补偿磁通门的原理运行。
对于电压型,需要从待测电压线中获取小电流(几毫安),并通过原边线圈和副边电阻器驱动。
闭环磁通门 C 型电流传感器适用于精度要求极高的工业应用,例如校准装置、诊断系统、测试平台和实验室设备。特别是温度比较稳定环境下使用,非常适合。
典型应用包括