磁通门电流传感器为何性能更好

在现有的电流传感器中，市面上大量应用的是霍尔原理的电流传感器。随着技术的发展以及测量的要求越来越高，更具性能优势的磁通门原理传感器快速占领高端市场。比如，医疗核磁共振成像、高精度功率测量、高精度设备校验、高稳定电源系统、高能物理加速器、电池测试系统、精确电机控制等都大部分用上了更高精度、更稳定、抗干扰能力更强的磁通门电流传感器。

那么，为什么磁通门电流传感器性能会比霍尔电流传感器好呢？

以下从两个原理进行分析：

1、磁通门电流传感器原理

原理：利用易饱和磁芯在正反激励电流的作用下，使磁芯电感量随激励电流大小而变化，从而使磁芯的磁通量的发生不断的变化。

磁通门传感器的整体框图

磁通门传感器是利用被测磁场中高导磁率磁芯在交变磁场的饱和激励下，其磁感应强度与磁场强度的非线性关系来测量弱磁场的。这种物理现象对被测环境磁场来说好像是一道“门”，通过这道“门”，相应的磁通量即被调制，并产生感应电动势。利用这种现象来测量电流所产生的磁场，从而间接的达到测量电流的目的。

磁通门传感器运行的基本原理

在磁电路中，为了检测一个等于零磁通的磁场，必须通过必要的电流激励次级线圈，传感器在零磁通的环境下，电流通过次级线圈得到加强，证实与被测的初级电流成正比。Ip=Ns﹒Is铁磁磁芯和辅助线圈形成了一个饱和感应器，在零磁通的情况下，对于传感器磁路的检测就是基于该感应器电感值的变化。

 

2、霍尔电流传感器原理

霍尔电流传感器分为开环式霍尔电流传感器和闭环式霍尔电流传感器。

闭环式霍尔电流传感器工作原理

如图，闭环式霍尔电流传感器包括磁芯、霍尔元件、放大电路和副边补偿绕组。与开环式霍尔电流传感器相比，闭环式霍尔电流传感器多了副边补偿绕组，正是副边补偿绕组，将闭环式霍尔电流传感器的性能进行了大幅度提升。

 

放大电路接受霍尔元件的输出，并放大为电流信号提供给副边补偿绕组，副边补偿绕组在磁芯中产生的磁场与原边电流产生的磁场在气隙处大小相等，方向相反，抵消原边磁场，形成负反馈闭环控制电路。

 

若副边电流过小，产生的磁场不足以抵消原边磁场，放大电路将输出更大的电流，反之，放大电路输出电流减小，从而维持气隙处的磁场平衡。

 

若原边电流发生变化，气隙处磁场平衡被破坏，负反馈闭环控制电路同样会调节副边输出电路，使磁场重新达到平衡。

宏观上讲，气隙处将一直维持零磁通，保持磁平衡，这也是零磁通互感器及磁平衡霍尔电流传感器名称的来由。

 

3、由此我们可以得到磁通门电流传感器与霍尔电流传感器的主要区别：

霍尔电流传感器需要对磁芯进行开口切割，通过磁芯气隙中磁场量的变化量来进行测量。由于磁芯由高导磁材料制作而成，非线性和磁滞效应是所有高导磁材料的固有特点，再加上开口气隙的存在，这些固有的设计上的局限性，决定了霍尔电流传感器在测量精度和抗干扰能力上存在着天生缺陷。

 

磁通门电流传感器测量磁场的门始终处在零磁通附近变化，采用多闭环控制电路，其内部的磁场变化幅度非常小，变化的频率很快，因此，磁通门电流传感器具有很高的测量精度和响应特性。

深圳市航智精密电子有限公司磁通门电流传感器，量程从1mA到10000A，精度有10ppm/0..01%/0.05%等多个等级，性能好，稳定性高、性价比高、是高精密电量测量的不二选择。