霍尔传感器的基于霍尔效应原理,当电流通过一个位于磁场中的导体的时候,磁场会对导体中的电子产生一个垂直于电子运动方向上的的作用力,从而在导体的两端产生电压差。
传感器内有两个线圈,线圈1流过被测电流1,线圈2电流2由内部电路产生,两个线圈均产生磁场。磁场中放置一个与磁场方向垂直的通过恒定电流3的导体,控制电流2,使在通电导体的两端产生的电势差为零,此时,磁场完全抵消,即两个磁场大小相等,方向相反,而磁感应强度与线圈电流成正比,此时,线圈2的电流2即可反应被测电流1的大小。
零磁通电流传感器工作原理
零磁通电流传感器的工作原理基于磁-电转换,依赖于磁材料的强非线性。根据麦克斯韦方程组,直流电流产生的静磁场没有可测的电效应,如果是线性系统,则系统的输出与输入电流之间没有任何关系,即线性系统不可能通过磁通感应测量直流电流。非线性系统可以在输入的直流电流和输出之间建立联系。
穿芯式电流互感器的原理电路如图1所示,图2是其二次等效电路图。I1为电流互感器一次侧电流,I2为二次侧电流,I0为激磁电流。N1、N2分别为一、二次绕组匝数。因此,该电流互感器的磁势平衡方程为:
由此可见,由于I0N1的存在,使I2N2与I1N1存在角差δ和比差值f。若I0=0,则激磁磁势为0,误差为0。磁势的铁芯处于“零磁通”状态,它工作在磁化曲线的起始段(线性段)。这时,电流互感器输出波形就不会畸变,保持良好的线性段。此即为“零磁通原理”。因此,若能使互感器铁芯始终处于零磁通状态,就能从根本上消除电流互感器的误差。但是,由互感器的工作原理可知,靠互感器自身是不可能实现零磁通的,必须靠外界条件的补偿或调整。为此,采用动态平衡电子电路对其进行动态调整,使铁芯始终处于“动态零磁通状态”。