高精度電流傳感器|產品專題|柏艾斯

高精度電流傳感器指的是一種能夠達到較高精度的電流傳感器，行業內并沒有對“高精度”“超高精度”等進行嚴格界定，因為普通基于霍爾原理的非接觸電流傳感器精度大約在0.5%~1%~2%左右，所以一般可認為0.1%或更高精度的電流傳感器為高精度電流傳感器。

一般我們利用磁通門原理制作高精度電流傳感器，磁通門電流傳感器是指利用磁通門原理制作的電流傳感器，可分為開環磁通門電流傳感器、閉環磁通門電流傳感器，從結構上也可分為開口型磁通門電流傳感器和不開口型磁通門電流傳感器等，從磁芯數量來說又分為多種磁芯，。

什么是磁通門原理？

磁通門原理其實質是易飽和磁芯在激勵電流的作用下電感量隨激勵電流大小而變化，而電感量的變化導致磁通量的變化，磁通量就像門一樣被打開或關上，因此被形象的稱之為磁通門原理（Flux Gate）。

詳細講解如下：

電感量 = N2 m0 mr •k

k為與尺寸相關參數

u0是真空磁導率

ur是相對磁導率

當給激勵線圈施加一個電壓信號時，如圖：

其內部的激勵電流變化按照充電曲線，Ish(t) = (1 - e t /(L/R)) x U/R 變化，隨著I（sh）的增加，磁芯接近飽和，電感量急劇減小，電流則急劇增大。

當被測量的電流Ip=0時，磁芯中完整的激勵電壓信號，以及線圈內的激勵電流，如下所示：

當被測量電流Ip≠0時（此圖為Ip>0），激勵電流Ish和外界電流Ip同時作用于磁芯，其飽和會提前，電感量會提前減小，或者說電流波形不再對稱，有偶次諧波電流產生。

其不對稱的程度，取決于被測電流Ip的大小，通過對電流Ish的波形進行處理，我們可以得到與Ip電流成比例的電壓或電流信號，這就完成了對電流Ip的測量，即為磁通門電流傳感器的開環原理。

下圖是FDIB-C16實測波形，以供參考。

閉環磁通門的原理：

如果將磁通門激勵電流產生的二次諧波信號放大后驅動補償線圈，使得聚磁磁芯中的磁通與原邊電流產生的磁通相互抵消，保持為“零”，即所謂“零磁通”狀態（對于HPIT系列的磁通門磁環中的磁通并不是零，而是一種無二次諧波的對稱波形）。如下圖，則稱之為閉環磁通門電流傳感器，如下圖所示（此處的磁通門探頭的作用與霍爾元件是一樣的）：