一、電流傳感器原理
1.基于霍爾效應(霍爾型電流傳感器)
這是應用最廣的原理。當電流流過導體時,會在導體周圍產(chǎn)生與電流大小成正比的磁場。將霍爾元件置于該磁場中,元件會在垂直于電流和磁場的方向上產(chǎn)生一個微小的霍爾電壓,這個電壓的大小與磁場強度(即被測電流)線性相關。通過后續(xù)電路放大、校準后,就能輸出與被測電流對應的標準信號。
2.基于電磁感應定律(互感器 / 羅氏線圈型)
基于法拉第電磁感應定律,分為電流互感器(AC)和羅氏線圈,這類傳感器僅適用于交流電流測量。
電流互感器:原邊繞組串聯(lián)在被測電路中,副邊繞組接檢測儀表。根據(jù)法拉第電磁感應定律,原副邊的電流比與匝數(shù)比成反比,通過測量副邊電流就能推算原邊被測電流,多用于高壓電力系統(tǒng)。
羅氏線圈:是一種空心的螺線管線圈,被測電流導線穿過線圈中心時,會在線圈兩端感應出與電流變化率成正比的電壓,經(jīng)積分電路處理后得到與被測電流對應的信號,適合測量大電流和暫態(tài)電流。
3.基于歐姆定律(分流器 / 電阻型)
在被測電路中串聯(lián)一個精密電阻(分流器),根據(jù)歐姆定律,電阻兩端的電壓與電流成正比,通過測量電壓值計算電流。屬于直接測量原理,無電氣隔離。

二、電流傳感器的主要特點
1.測量范圍廣,適配多場景電流
可覆蓋從微安級(如精密電子設備漏電監(jiān)測)到萬安級(如高壓電網(wǎng)、工業(yè)大電機)的電流測量,既能測直流、交流,也能測脈沖、混合電流,滿足不同領域的需求。
2.輸出標準化,易與后端設備對接
輸出信號統(tǒng)一為工業(yè)標準信號,常見的有4-20mA 模擬電流、0-5V 模擬電壓,或RS485、Modbus 數(shù)字信號,可直接接入 PLC、示波器、智能儀表、工控機等設備,無需額外轉換。
3.具備電氣隔離 / 非隔離兩種類型,兼顧安全與成本
隔離型(霍爾型、電流互感器):實現(xiàn)被測電路與檢測電路的電氣隔離,能耐受高壓,防止故障傳導,安全性高,適合高壓、大電流場景。
非隔離型(分流器):無隔離結構,成本低、精度高,適合低壓、小電流的近距離測量場景。
4.響應速度快,支持實時監(jiān)測與控制
尤其是霍爾型和羅氏線圈傳感器,響應時間可達微秒級,能精準捕捉電流的瞬態(tài)變化(如短路沖擊電流、脈沖電流),滿足工業(yè)閉環(huán)控制、故障快速保護的需求。
5.安裝方式靈活,適配不同布線條件
包含穿芯式、串聯(lián)式、鉗形等多種安裝形式:穿芯式無需斷開被測導線,適合現(xiàn)場改造;串聯(lián)式需接入電路,適合新系統(tǒng)布線;鉗形為便攜式,適合臨時巡檢。
6.抗干擾能力強,適應復雜工況
大部分工業(yè)級電流傳感器內置屏蔽結構,能抵御變頻器、電機等設備產(chǎn)生的電磁干擾,在高溫、潮濕、振動等惡劣環(huán)境下仍能保持穩(wěn)定精度。
7.體積小型化,可集成到緊湊設備中
消費電子、新能源汽車等領域使用的微型電流傳感器,體積小巧,可直接集成到電源適配器、電池管理系統(tǒng)(BMS)等緊湊設備內部,不占用過多空間。