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传感器的类型和特点

传感器的类型和特点

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传感器的类型和特点

【概要描述】根据电流测量原理的不同,电流传感器一般有五种技术:电阻分流检测、霍尔效应、磁通门、电磁感应和罗果夫斯基线圈(电磁感应原理和安培环路定律)。根据测量原理的不同,电流传感器主要包括分流器、霍尔电流传感器、电流互感器、磁通门电流传感器、罗果夫斯基线圈、巨磁阻电流传感器和光纤电流传感器。

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根据电流测量原理的不同,电流传感器一般有五种技术:电阻分流检测、霍尔效应、磁通门、电磁感应和罗果夫斯基线圈(电磁感应原理和安培环路定律)。根据测量原理的不同,电流传感器主要包括分流器、霍尔电流传感器、电流互感器、磁通门电流传感器、罗果夫斯基线圈、巨磁阻电流传感器和光纤电流传感器。

电流传感器的分流器是根据当DC电流通过电阻时,电阻两端产生电压的原理进行的。分流器实际上是一个电阻值很小的电阻。当DC电流通过时,会产生压降,供直流电流表显示。直流电流表实际上是电压表。这种电压表的量程一般为75mV、150mV和300mV。用电压表测量这个电压,然后把电压转换成电流,完成大电流的测量。在低频小幅度电流测量中,它显示出高精度和快速响应速度。在工业领域,当不涉及测量电路和被测电流之间的电隔离时,分流器是将电流信号转换成电压信号的低成本方案。

电流传感器的原理是基于电磁感应原理。电流互感器由闭合铁芯和绕组组成。电流互感器的作用是将较大值的一次电流通过一定的变比转换成较小值的二次电流,可用于保护、测量等用途。电流互感器技术成熟,在工频测量方面有很高的精度。由于其原理的局限性,它无法测量DC。

霍尔电流传感器包括开环和闭环两种。开环霍尔电流传感器采用霍尔直接放大原理,闭环霍尔电流传感器采用磁平衡原理。高精度霍尔电流传感器多为闭环。

磁通门传感器利用交变磁场饱和激励下被测磁场中高磁导率磁芯的磁感应强度与磁场强度之间的非线性关系来测量弱磁场。这种物理现象似乎是被测环境磁场的一个“门”,通过它相应的磁通量被调制并产生感应电动势。利用这种现象来测量电流而产生的磁场,从而间接达到测量电流的目的。

磁通门传感器具有分辨率高、弱磁场测量范围宽、可靠性高、可直接测量磁场分量、适用于快速运动系统等特点。

物质的电阻率在磁场中会略有变化。这种现象被称为磁阻效应(AMR)。在一定条件下,材料的电阻率会随着磁场发生很大的变化,这就是巨磁电阻效应(GMR)。GMR的灵敏度可以比AMR高一个数量级。巨磁电阻效应是量子力学和凝聚态物理的一种现象,是指有外磁场时磁性材料的电阻率与无外磁场时相比发生较大变化的现象。基于这种效应的传感器是巨磁阻传感器。


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