電流傳感器對于儀器儀表和電力系統都是必需的。這是因為在不對系統性能產生不利影響的情況下測量流經系統的電流至關重要。

縱觀人類歷史，電路的保護和管理一直是電流傳感的主要任務。然而，由于技術的進步，電流檢測已經發展成為一種可用于檢查和提高性能的技術。

可以確定流向負載的電流量，這是一項在各種應用中非常有價值的技能。在深入研究其功能和應用之前，本文簡要概述了現在可用的許多傳感器。

電流傳感器

電流傳感器是一種設備，可以測量電流，然后將測量的電流轉換為易于測量的電壓。輸出的電壓量與通過被監控通道的電流量完全成正比。

然后，該電壓信號用于控制原因，存儲在收集數據的系統中以供進一步分析，或顯示在電流表上以顯示測量電流以向用戶提供反饋。所有這些過程都是在收集信號之后進行的。

電流傳感器的主要功能是執行將電流轉換為電壓的操作，以便在各種設置中使用。然后，可以以各種方式利用這些信息。

電流傳感器種類

人們可以在市場上購買各種各樣的傳感器，每種傳感器都是針對特定范圍的電流和特定的環境情況而設計的。交流電流傳感器是這些傳感器中絕大多數時間用作電流電壓轉換器的傳感器。

這是通過在電流所走的路徑上包含一個電阻器來實現的，該電阻器使電流能夠線性轉換為電壓，從而實現目標。這些傳感器中使用的技術的選擇具有至關重要的意義，因為不同種類的傳感器都具有針對特定目的進行優化的單獨屬性。

電流傳感器工作原理

直接電流檢測和間接電流檢測是電流傳感器工作原理運行中涉及的兩種基本方法。直流電流檢測是兩者中較為常見的一種。

直流檢測

直流電檢測是一種利用歐姆定律來計算與直流電流經無源電氣元件相關的電壓降的方法。這是通過使用一種稱為直流電傳感的技術來實現的。

間接電流檢測

間接電流的檢測 另一方面，安培定律和法拉第定律對于間接傳感的操作是必要的，以便其正常工作。它是一種設備，用于測量當導體在導電流過程中在導體周圍產生的磁場。

然后利用該磁場產生成比例的電流或電壓，然后可以作為測量或控制等其他應用的基礎。

電容式電流傳感器規格書

目前傳感器的規格規定了傳感器的操作模式以及傳感器與所創建環境的交互方式。以下列出了電流傳感器應包含的一些最基本品質：

測量范圍

感應范圍是指傳感器能夠感應的最大電流，通常高達 120A。在大多數情況下，測量范圍為120A。

輸入電壓

打開設備必須存在的電壓通常為+5V，也可以寫為“輸入電壓”。

頻率范圍

傳感器的頻率范圍稱為頻率范圍，通常在 20 赫茲 （Hz） 到 20 千赫茲 （kHz） 之間變化。

響應時間

從施加輸入激勵到產生相應輸出信號之間經過的時間量稱為系統的響應時間。這個時間間隔的持續時間通常小于 20 納秒。

隔離電壓

術語“隔離電壓”是指傳感器能夠承受的最高電壓，以保護連接到它的設備。這樣做是為了防止設備被損壞。如果超出此范圍，則有損壞電流傳感器的危險，從而導致讀數不準確。如果超出此范圍，則有可能損壞電流傳感器。

準確性

電流傳感器的精度在大多數情況下大于 90%，這就是人們談論精度的含義。

電流傳感器的類型

今天的傳感器可以是無線的、模擬的或數字的;每種類型都以自己特定的方式滿足一組不同的要求，并且有許多不同類型的傳感器可供訪問。

這些傳感器被用于各種應用，以便對許多電器和機械部件中的電流值進行連續監測。以下是可用的關鍵類別：

分流電阻：

分流電阻器是一種傳感器，用于確定直流電流的存在。當電流流過電阻器時，這些傳感器會產生電壓，因為電壓是在電阻兩端產生的。

盡管它們具有低成本、快速響應和高精度等優點，但它們與被測電流沒有電氣隔離，這是一個缺點。盡管有這些好處，但它們沒有這個優勢，這是一個劣勢。

霍爾效應電流傳感器：

這些霍爾效應電流傳感器能夠監測頻率高達 100 千赫茲的交流 （AC） 和直流 （DC） 電流。

它們根據霍爾效應的概念運行，從而實現良好的隔離和卓越的精度;然而，它們的響應時間比平均水平長得多，并且在測量小電流時的精度要低得多。

電流互感器：

這些傳感器能夠通過采用電磁感應原理將大電流轉換為微小電流，以用于測量和保護，電磁感應原理是電流互感器的底層技術。它們具有封閉的鐵芯和繞組，所有這些都有助于產品具有出色的精度和隔離能力。

磁通門電流傳感器：

為了檢測 6 至 600A 的電流，這些傳感器利用磁平衡機制。這些傳感器的學名是磁通門電流傳感器。它們非常適合在各種設備中進行高精度測量，包括工業和醫療設備。

電流傳感器電路圖：

電流傳感器電路，例如使用 ACS712 集成電路的電路，用于一系列應用，用于測量電流。這些電路用于確定有多少電流流過某個設備。

ACS712 集成電路是一種霍爾效應電流傳感器，可測量高達 20A 的電流，價格不會太高。該電路的架構包含用于電源、監控電流和提供輸出信號的端子。使用Arduino等微控制器，可以執行包括處理實時數據和顯示所述數據在內的任務。

電流傳感器 Arduino

通過將電流傳感器連接到Arduino板，可以準確讀取流經電路的電流。ACS712 電流傳感器能夠對直流電和交流電進行精確測量。接口需要設置電源、負載、ACS712 電流傳感器、Arduino Uno 板、LCD 顯示器、電位計、電阻器和連接線。

編程代碼

從電流傳感器獲得的模擬數據使用提供的Arduino代碼進行處理，然后將處理結果作為電流值顯示在LCD顯示屏上。在計算應流過的電流量時，要考慮傳感器的靈敏度和失調電壓。

測試Arduino代碼

為了確保結果的可靠性，對電流傳感器進行測試是絕對必要的。它可以在監控和調整流向設備的電流方面提供幫助，這有助于確保設備獲得正確的電流量。精確的傳感器不僅是為了機器的高效運行，也是為了保護用戶。

優點和缺點

電流傳感器具有許多特性，例如發熱量低、測量范圍寬、帶寬擴展、高分辨率、精度和低偏移。此外，電流傳感器的測量誤差相對較小。

然而，它們確實有一些缺點，例如發熱量較高、測量大電流的能力有限、霍爾元件靈敏度低、與非導電材料不相容以及對溫度變化敏感。此外，它們與不導電的材料不相容。

各種類型傳感器的當前應用

電流傳感器在各種情況下都有幫助，包括電力計量、電流供應量測量、控制系統診斷、電機負載控制、充電集成、電池狀態監測、設施管理、分項計量、機械故障檢測以及商用電器防浪涌保護。這些只是電流傳感器有用的一些應用。

結論

簡而言之，電流傳感器是各種不同應用中測量和監測電流過程的重要組成部分，因為它們是不可或缺的組件。它們可以以多種形式獲得，每種形式都通過獨特的特征和優勢集合與其他形式區分開來。

為了保持電氣系統的可靠性并確保適當的電流流動，電流傳感器是必須使用的重要組件。電源管理和設備保護也是這些傳感器的可能應用。