电流测量:直接测量与间接测量

电流测量主要有直接测量和间接测量两种

1.直接测量

根据欧姆定律,电流通过一个已知阻值的电流检测电阻,通过测量电流检测电阻的电压来精确计算电流值。

这种方式经济、准确、有效,理论上具有无限的带宽。然而,对于大电流的情况,电流检测电阻发热严重。这意味着当电流很小的情况和电流很大的情况,受到电阻温度系数影响,会有较大误差。因此,需要超低的温度漂移的电流检测电阻。

电动势(EMF),即两个不同的导电体或半导体之间的温差会在两者之间产生电位差。热容量的任何差异,例如传感器阴极连接到更大的铜质量(接地层),都会在温度分布中产生不匹配,从而导致由热电动势效应引起的测量误差。

因此,必须注意电流检测器的连接和所产生热量的分配。


2.间接测量

通电导线周围会产生磁场,电流传感器可以通过检测磁场,来得知电流的大小。从而实现间接测量。

Digi-Key电流传感器主要有下面几种类型:
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开环霍尔传感器 vs 闭环霍尔传感器vs磁通门

霍尔传感器是由一个高磁导率磁环构成,被测电流线通过该磁环。闭环霍尔传感器在磁环周围多了一组线圈,通过测量补偿电流,提高了线性度,没有磁芯磁滞现象,从而具有更好的温度漂移和更高的精度。但额外的补偿电路使传感器更昂贵,带宽上有时也会有限制。

磁通门,是一个复杂的开环或闭环系统,通过监测饱和磁芯的磁通变化来测量电流。它提供了良好的温度稳定性和精度,但是价格更贵。

总结:
直接测量和间接测量各有优缺点。一般来说,直接测量一般更加精确也更加经济。间接测量不需要接入电路,因此对电路没有额外的损耗,特别是对于大电流的测量,有很好的应用。