直流電流的檢測方法

安科瑞 戴金花

　　江蘇安科瑞電器制造有限公司 江蘇江陰 214405

　　直流電流是電測量中常見的被測量，在不同的應(yīng)用場合，對直流電流檢測方法的精度、功耗、體積、安裝方式等方面提出了不同的要求。直流電流的檢測方法一般分為直接式和非直接式，直接式一般是通過串聯(lián)電阻檢測電壓的方法;非直接式測量一般通過檢測電流產(chǎn)生的磁場實(shí)現(xiàn)的，由于電流周圍會產(chǎn)生磁場，我們可以間接的通過測量磁場的大小得到被測電流的大小。直接式測量主要指分流器;非直接式測量主要包括霍爾電流傳感器，本文主要介紹這兩種直流電流檢測方法的原理及應(yīng)用。

　　直流電流直接式檢測方法—分流器

　　分流器是根據(jù)檢測直流電流通過電阻時在電阻兩端產(chǎn)生電壓的原理構(gòu)建的, 主要由錳銅材料與銅端子用銀合金焊接后制成，兩側(cè)銅端子各有一組電流測量端及電壓取樣端。分流器屬于直接式檢測法，測量電流的上限一般不能太大。分流器檢測法精度高、結(jié)構(gòu)簡單、成本低。但對串接的測量電阻和外接的信號放大電路有一定的要求。首先，這一電阻要有較高的精度和較好的溫漂特性，測量電阻的阻值在一定的環(huán)境下是不變的。其次，可以通過使用一些較好的測量儀器及較先進(jìn)的測量方法得到所需的精度要求。但是溫度漂移不可預(yù)測，補(bǔ)償也比較困難。

　　分流器檢測法一般用于電壓不高，電流相對較小的情況，電流如果太大，電阻上就會產(chǎn)生比較大的損耗，如通過100A電流時，即使用毫歐級別的電阻產(chǎn)生的功耗也是很驚人的，而電阻上的損耗幾乎都轉(zhuǎn)化為熱能，這又增加了散熱的難度。此外，這種方法輸出信號小，需要附加放大電路，這也是分流器檢測法的局限處。

　　直流電流非直接式檢測方法—霍爾電流傳感器

　　霍爾電流傳感器只需外接正負(fù)直流電源，被測電流母線從傳感器中穿過，即可完成主電路與控制電路的隔離檢測，簡化了電路設(shè)計。當(dāng)原邊電流IP流過一根長導(dǎo)線時，在導(dǎo)線周圍將產(chǎn)生磁場，磁場的大小與流過導(dǎo)線的電流成正比，產(chǎn)生的磁場聚集在磁環(huán)內(nèi)，通過磁環(huán)氣隙中霍爾元件進(jìn)行測量并放大輸出，其輸出電壓VS精確的反映原邊電流IP，可以得到一個與原邊電流成正比的大小為幾伏的電壓信號，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換，可方便地與計算機(jī)和各種儀表接口。

　　霍爾電流傳感器具有優(yōu)越的電性能，是一種先進(jìn)的、能隔離主電路回路和電子控制電路的電測量元件。它綜合了分流器的所有優(yōu)點(diǎn)，同時又克服了分流器的不足。具有精度高、線性好、響應(yīng)快、過載能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，但此方法易受干擾，不適合在復(fù)雜的強(qiáng)磁環(huán)境中用。

　　在實(shí)際應(yīng)用中，直接式與非直接式各有優(yōu)勢,如何選擇正確的直流測量方法很關(guān)鍵。常規(guī)分流器電流測量范圍：1A～500A;霍爾電流傳感器電流測量范圍：50A～20000A。下面以安科瑞公司傳感器為例來分析如何選擇不同直流測量方案，在項(xiàng)目設(shè)計成本控制要求較高、電流小于500A的應(yīng)用場合，推薦采用分流器方案，可選擇AFL-T、AFL-P系列分流器，無需提供輔助電源，一次電流信號轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)75mV信號，直接連至各類儀表或采樣模塊，成本較低，現(xiàn)場接線簡單;而在安全性能、響應(yīng)時間及穩(wěn)定性要求較高的應(yīng)用場合，如電鍍、光伏、風(fēng)電、逆變、UPS監(jiān)測等應(yīng)用中，通常推薦采用AHKC、AHBC系列霍爾傳感器，現(xiàn)場需要提供±12V/15V輔助電源,輸出4V/5V/20mA/50mA等信號。而在某些系統(tǒng)改造或現(xiàn)場安裝環(huán)境較復(fù)雜的應(yīng)用場合中，則必須采用開口式霍爾電流傳感器才測量直流電流信號，開口式設(shè)計無需拆卸銅排及線纜，大大降低了人工成本。

作者簡介：戴金花，女，本科，江蘇安科瑞電器制造有限公司，主要研究方向?yàn)橹悄芙ㄖ┡潆姳O(jiān)控系統(tǒng)。Email：2880157871@qq.com QQ：2880157871 手機(jī)：18860995103 電話：0510-86179967 傳真：0510-86179963網(wǎng)址：http://www.acrel-et.com/