电阻检测法
电阻检测法属于直接式检测法,一般是通过测量串接电路中电阻两端的电压信号来计算得到所要测的电流大小,测量电流的上限一般不能太大。直接得到的电信号是模拟信号,一般都比较微弱,还须外接放大电路将信号放大,再通过A/D转换电路将其转化为数字信号。
此法具有精度高、简单、成本低等诸多优点。但对串接的测量电阻和外接的信号放大电路有一定的要求。首先,这一电阻要有较高的精度和较好的温漂特性。测量电阻的阻值在一定的环境下是不变的,可以通过使用一些较好的测量仪器及较先进的测量方法得到所需的精度要求;但是温度漂移不可预测,补偿也比较困难。
电阻检测法一般用于电压不高,电流相对较小的情况,电流如果太大,电阻上就会产生比较大的损耗,如通过100A电流时,即使用毫欧级别的电阻产生的功耗也是很惊人的,而电阻上的损耗几乎都转化为热能,这又增加了散热的难度。此外,这种方法输出信号小,须要另外附加放大电路,这是电阻检测法的局限处。
霍尔电流传感器检测法
霍尔电流传感器可以测量各种类型的电流,从直流到几十千赫兹的交流。它是根据霍尔效应进行测量的一种传感器。霍尔效应是指,若将某载流体置于磁场B中,当有电流I流过时,在载流体上平行于I、B的两侧面之间产生一个大小与电流I和磁场B的乘积成正比的电动势。流入激励电流的电流I越大,作用在固体材料上的磁场强度就越强,霍尔电势就越高。霍尔电流传感器一般由原边电路、聚磁环、霍尔器件(次级线圈)和放大电路等组成。
霍尔电流传感器的使用方法:电流传感器只需外接正负直流电源,被测电流母线从传感器中穿过,即可完成主电路与控制电路的隔离检测,简化了电路设计。电流传感器的输出信号是副边电流IS ,它与输入信号(原边电流IP )成正比,IS一般很小,只有10~400ma。如果输出电流经过测量电阻Rm ,则可以得到一个与原边电流成正比的大小为几伏的电压输出信号。经A/D转换,可方便地与计算机和各种仪表接口,并可以长线传输。
霍尔电流传感器具有优越的电性能,是一种先进的、能隔离主电路回路和电子控制电路的电测量元件。它综合了互感器和分流器的所有优点,同时又克服了互感器和分流器的不足。具有精度高、线性好、频带宽、响应快、过载能力强和不损失被测电路能量的优点,但此方法易受干扰,不适合在复杂的工作环境和电气环境中使用,同时元器件也易损坏。
基于双磁环线圈的检测法
在该方式中,将通有电流的被测导线穿过双磁环线圈,则该导线在磁环上产生恒定的磁通,同时控制电路在双磁环中加入变化磁通,两部分磁通在每个磁环中形成合成磁通,再将每个磁环中的合成磁通所产生的磁场能经差分运算电路进行差分运算,即可实现检测出导线通过的直流电流。
工作原理:电感线圈的磁场能会随磁通的变化而改变,选用双磁环线圈作为传感器,将通有直流电流的导线穿过双磁环,此电流所产生的磁通与双磁环线圈电流所产生的磁通在每个磁环内合成,从而使每个磁环线圈中的磁通发生变化,进而使每个磁环线圈中的磁场能发生改变。在此情况下,再将每个磁环线圈中的磁场能通过差分电桥电路进行差分运算。差分电路能把磁通所产生的磁场能去除,仅保留磁通所产生的磁场能,这时就可以通过磁通与其磁场能关系以及被测直流电流与磁通的关系,推导出被测直流电流与磁场能的关系,从而可以用检测能量的方式来实现对被测直流电流的检测。