作者:如影隨風 時間:2022-09-19 來源:互聯網
現如今,電流檢測的技術在工業發展的推動下日臻完善。然而并不是傳統的方案就不可取,在不同的應用環境下還是有一席用武之地。電流檢測之后通常被用來執行測量“多大”電流和當電流“過大”時動作判斷的兩個基本功能。接下來小編為你解惑。
一、歐姆定律
(1)分流電阻
這種拓撲結構,都存在一定的風險性,低端檢測電路易對地線造成干擾;高端檢測,電阻與運放的選擇要求高。
檢測電阻是*簡單的電流測量方法,既可用于測量交流電流也可用于測量直流電流。用該方法進行電流測量的*大弊端是向待測回路中接入了電阻,造成了電能消耗(I^2*R)。
(2)TRACE電阻
由歐姆定律表明,導電體兩端的電壓與通過導電體的電流成正比。而對于電阻物質,該定律可以衍生為:J=σ(E+v×B)。
式中J是電流密度,E是電場強度,v是電荷流動速度,B是作用在電荷上的磁通量密度,σ為材料的導電性。此時上式又能簡化為:J=σE
這方式采用電路中導體的自身的TRACE電阻代替分流電阻測量電流也是一種可選擇的電流測量方法。
如果使用TRACE電阻,則需要高增益放大器來放大電壓信號,但放大器的帶寬性能一直未能突破的瓶頸。
眾多的專家學者針對TRACE電阻的電流測試性能進行了大量研究,結果表明:金屬銅具有典型的熱漂移性,因此該測量方式在高精度的應用環境下并不適合。
(3)電感直流電阻
電感直流電阻測量電路屬于一種無損采樣電路。該電路在采樣前需要對其進行精準的調試;目前只適用于對電流進行粗略測量。通常用在開關電源無損電流測量和低壓(小于1.5V)電流測量場合。
二、法拉第電磁感應定律
電磁感應現象是指因磁通量變化產生感應電動勢的現象,例如,閉合電路的一部分導體在磁場里做切割磁感線的運動時,導體中就會產生電流(感應電流)。
(1)羅氏線圈
RogowskiCoil是一種可以直接套在被測量的導體上來測量交流電流的線圈。其實也就是一種特殊類型的互感器,通常用來測量交流高電壓和瞬時電流。
任何封閉電路中感應電動勢的大小,等于穿過這一電路磁通量的變化率,可表示為:
由安培環路定則,進而能得到羅氏線圈中的磁通量密度與待測電流之間的關系:
B是磁通量密度,r是羅氏環的半徑,u0是磁常數,ic是待測電流。
由于羅氏線圈的內部沒有鐵磁材料,線圈不能被驅動到飽和,因而是一種線性器件。
Rogowski線圈不僅能校準較低的電流,并且能在電流非常高的情況下使用。這也進一步降低了操作的難度和校準高電流的成本。
不過,該方式也有缺點:待測電流不在線圈中心時,以上原理依舊能夠正常工作,只是會產生一定的誤差。
(2)變壓器測量
相對于羅氏線圈,電流變壓器測量*大的優勢是輸出端電壓與待測電流成正比例關系;同時待測量線圈的位置變化對測量精度的影響得到了抑制。測量的輸出信號可以無需放大器放大而直接使用模數變換器采樣。
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