一. 直流電流傳感器

   直流電流傳感器有多種，本文介紹利用霍爾元件的直流電流傳感器和伺服型電流傳感器。若通過直流I1的電線穿過有間隙的磁環
，這時，間隙內產生磁通B在磁路未飽和時與電線中通過的電流I1成正比

，若通過霍爾元件將此磁通轉換成電壓
，則就獲得與被測直流I1成比例的電壓。霍爾元件需要電源電路，而且輸出電壓不太高，需要進行放大，放大電路實例如圖1所示，傳感器采用HC106，其靈敏度為0.6mV/A
，考慮霍爾元件的溫度漂移、噪聲電平等
，測量電流值可到10A以上。電路中，RP1用於調零，RP2用於滿刻度調整
，RP3用於控製電流調整。

    霍爾電流傳感器應用時應該注意以下幾點：

    ■在寬範圍使用時要注意靈敏度溫度特性。對於不同產品，100℃的(de)溫(wen)度(du)變(bian)化(hua)其(qi)靈(ling)敏(min)度(du)約(yue)有(you)百(bai)分(fen)之(zhi)幾(ji)的(de)變(bian)化(hua)。霍(huo)爾(er)元(yuan)件(jian)有(you)恒(heng)壓(ya)驅(qu)動(dong)方(fang)式(shi)和(he)恒(heng)流(liu)驅(qu)動(dong)方(fang)式(shi)，對(dui)於(yu)任(ren)何(he)驅(qu)動(dong)方(fang)式(shi)變(bian)化(hua)量(liang)都(dou)回(hui)改(gai)變(bian)，因(yin)此(ci)，必(bi)須(xu)使(shi)用(yong)適(shi)宜(yi)的(de)電(dian)路(lu)。

    ■用(yong)於(yu)幾(ji)千(qian)赫(he)以(yi)上(shang)高(gao)頻(pin)大(da)電(dian)流(liu)時(shi)，若(ruo)傳(chuan)感(gan)器(qi)流(liu)經(jing)高(gao)頻(pin)大(da)電(dian)流(liu)，則(ze)磁(ci)路(lu)就(jiu)會(hui)發(fa)熱(re)

，連(lian)續(xu)使(shi)用(yong)有(you)高(gao)頻(pin)分(fen)量(liang)的(de)大(da)電(dian)流(liu)脈(mai)衝(chong)時(shi)也(ye)會(hui)有(you)同(tong)樣(yang)的(de)問(wen)題(ti)。發(fa)熱(re)量(liang)與(yu)頻(pin)率(lv)及(ji)電(dian)流(liu)成(cheng)正(zheng)比(bi)，這(zhe)樣(yang)，有(you)可(ke)能(neng)損(sun)壞(huai)傳(chuan)感(gan)器(qi)。在(zai)這(zhe)樣(yang)的(de)條(tiao)件(jian)下(xia)使(shi)用(yong)時(shi)，要(yao)根(gen)據(ju)產(chan)品(pin)目(mu)錄(lu)記(ji)載(zai)的(de)數(shu)據(ju)確(que)定(ding)安(an)全(quan)範(fan)圍(wei)
，留(liu)有(you)一(yi)定(ding)餘(yu)量(liang)。

    ■測(ce)量(liang)雙(shuang)向(xiang)直(zhi)流(liu)電(dian)流(liu)時(shi)
，若(ruo)電(dian)流(liu)方(fang)向(xiang)改(gai)變(bian)，則(ze)零(ling)點(dian)就(jiu)會(hui)變(bian)動(dong)，特(te)別(bie)時(shi)對(dui)於(yu)高(gao)靈(ling)敏(min)度(du)的(de)傳(chuan)感(gan)器(qi)表(biao)現(xian)得(de)更(geng)顯(xian)著(zhu)。這(zhe)種(zhong)現(xian)象(xiang)稱(cheng)為(wei)滯(zhi)後(hou)現(xian)象(xiang)，這(zhe)是(shi)直(zhi)流(liu)使(shi)磁(ci)路(lu)暫(zan)時(shi)磁(ci)化(hua)的(de)結(jie)果(guo)。使(shi)用(yong)額(e)定(ding)電(dian)流(liu)為(wei)10A以下高靈敏度傳感器時要注意這種現象。

    圖2示出伺服型直流傳感器的工作原理示意圖。

  由霍爾元件H檢測的電壓經誤差放大器A1，變成通過反饋線圈（次級線圈）流通，形成伺服係統。所以稱為伺服型。

   對於此電路
，工作時間隙內磁通經常保持為0。因此亦稱零磁通，磁平衡，磁補嚐型霍爾電流傳感器。

　　若次級線圈電流為I2
，匝數為N，則測量電流I１=NI2
，即次級線圈的電流I2為測量電流I1的1/N，工作狀況與交流CT一樣，由此，也稱直流CT。一般要通過取樣電阻RL將次級電流變換成電壓，輸出電壓V0=（I1/N）RL。

   圖3是伺服型直流電流傳感器應用電路實例。

   電路中


，RP1yongyutiaoling。sifuxingdianliuchuanganqizhongjinguanshiyonglehuoeryuanjian
，danlingminduyuhuoeryuanjianwuguan，yejiushishuochuanganqidelingmindubuhuishoudaohuoeryuanjiandeyingxiang，zheshisifuxingzhiliudianliuchuanganqideyidatezheng。raner

，lingdianpiaoyizaiyuanlishangshibukebimiande。lingyigetezhengshigaopintexinghao

，ruodadaomouyidingpinlvyishang，cijixianquandegongzuozhuangtaibianweijiaoliuCT，若結構好
，則也可對應於頻率為500KHz的電流。另外，由於磁路的磁通密度低
，對於高頻電流磁路的發熱量也很少。

   伺服型直流電流傳感器設計時應注意以下幾個問題：

   ■溫(wen)度(du)特(te)性(xing)問(wen)題(ti)，受(shou)溫(wen)度(du)的(de)影(ying)響(xiang)雖(sui)比(bi)霍(huo)爾(er)型(xing)小(xiao)

，但(dan)在(zai)寬(kuan)溫(wen)度(du)範(fan)圍(wei)使(shi)用(yong)時(shi)也(ye)會(hui)出(chu)現(xian)問(wen)題(ti)。如(ru)上(shang)述(shu)那(na)樣(yang)，零(ling)點(dian)的(de)溫(wen)度(du)變(bian)化(hua)原(yuan)理(li)上(shang)是(shi)不(bu)能(neng)消(xiao)除(chu)的(de)。這(zhe)都(dou)要(yao)根(gen)據(ju)產(chan)品(pin)目(mu)錄(lu)記(ji)載(zai)的(de)數(shu)據(ju)進(jin)行(xing)確(que)認(ren)。

   ■確認電源的電流容量。對於伺服型直流電流傳感器
，無測量電流時需要空載電流，測量時需要1/N的測量電流。例如：空載電流為50mA
，匝數N=200的傳感器，測量電流為100A
，則需要的電源電流為50mA+100A/2000=0.1A。因此可知大電流傳感器需要大功率電源。

   ■取樣電阻RL的阻值，對於內置取樣電阻RL而er電dian壓ya輸shu出chu型xing傳chuan感gan器qi不bu會hui有you問wen題ti，但dan對dui於yu外wai接jie取qu樣yang電dian阻zu的de傳chuan感gan器qi，若ruo阻zu值zhi選xuan用yong不bu合he適shi，則ze會hui產chan生sheng誤wu差cha，傳chuan感gan器qi不bu能neng正zheng常chang工gong作zuo。阻zu值zhi大da雖sui獲huo得de較jiao高gao輸shu出chu電dian壓ya
，但dan誤wu差cha大da，線xian性xing也ye變bian壞huai。最zui好hao使shi用yong產chan品pin目mu錄lu數shu據ju表biao中zhong記ji載zai的de推tui薦jian值zhi。

   ■wulunshihuoeryuanjianxingdianliuchuanganqihaishisifuxingzhiliudianliuchuanganqi，zuijinshiyongnibianqideqingkuangbijiaoduo，dianyazaoshengjiaoda
，duiyuchuanganqideshiyongjiaokunnan。zheshigenjuchanpinmulushujubiaozhongjizaizhinanyipanduan
，yinci
，xuyaotongguoshiyanjinxingyanzheng。

   霍爾直流電流變送器電路原理圖

　　圖４是DH4-20在霍爾直流電流變送器的應用電路實例。