电流传感器主要起测量、保护、控制和监控的作用，根据测量方式的不同可以分为两类，一类是接触式测量，另一类是非接触式测量。接触式测量的工作原理是欧姆定律，它需要将传感器接入到电路中进行测量，采用这类方式的主要有分压器，根据电流流过分压器的电势差来计算被测电流的大小。非接触式测量的工作原理是通过测量被测电流感生的磁场强度，间接通过相应的计算公式计算被测电流大小。采用这类方式的电流传感器主要有电流互感器、罗氏线圈电流传感器、霍尔电流传器、光纤电流传感器、巨磁阻电流传感器等。
电流互感器（current transformer，CT）根据结构的不同主要分为电磁式互感器和电子式互感器两种，电磁式的主要结构就是铁芯和原边、副边绕组。将原边绕组串进线路中，副边绕组接有测量仪器及其自动控制装置，利用高低压绕组的电磁耦合，将信息从原边传递到副边[18]。电子互感器采用不同种类的分压器做为电流转换部件，利用光纤做为传输部件，并采用信号处理电路进行信号的处理和传输，实现数据的模拟或者数字输出。根据高压侧传感头部分是否需要供电来区分该电子互感器是有源还是无源。电磁式电流互感器有磁滞损耗、铁芯谐振等缺点，使得精度下降。相比于电磁式，电子式具有绝缘性好，损耗低，体积小等优势；由于不含磁芯，因此磁滞损耗、铁芯谐振等问题也不存在，从而使得量程变大，动态响应范围变宽；互感器将高压变成了低压输出，使得安全性变高。各类互感器主要用在变电站、电厂等需要电压转换的场合。
罗氏线圈（ Rogowski）是一个不含磁性材料的空心环，上面均匀的环绕有线圈。该线圈可以感应到穿过线圈的交流电的变化，将交流电的变换转化成相应的交流电压信号，最后通过一个专用积分器将线圈得到的电压进行积分计算，可以得到被测电流的波形。罗氏线圈实现了电流的非接触测量，与被测电流是一种互感关系，因此Rogowski 线圈能在较为复杂的环境下使用。但是由于其精度不高，其运用受到了限制。Rogowski 线圈使用的是非磁性材料，因此无磁滞效应，相位误差基本为零。具有体积小、结构简单、使用方便、可实时测量、线性度好、测量范围较宽等优势。由于其响应速度快，主要用在一些实时性要求高的场合，比如整流、变频等畸变严重的地方。
霍尔（Hall）电流传感器的工作原理是霍尔效应，霍尔效应最初由美国物理学家霍尔所发现。在霍尔元件的控制端加一个控制电流，并在垂直于半导体元件表面的方向上施加一个磁场。当被测导线穿过霍尔元件，有电流通过时，半导体的载流子在磁场的作用下发生偏转，当磁场的洛伦兹力与电场力相平衡时，电子不再偏转，半导体的两侧会有一个电势差，即霍尔电动势。霍尔电动势的大小，反应了被测电流的大小。霍尔电流传感器是目前使用最多的非接触式电流传感器。具有结构简单、动态特性好、体积小等优点，但是霍尔器件的本质是半导体材料，温度对其影响很大，会导致霍尔元件的电子浓度、电阻率以及霍尔系数发生变化，从而使得精度受到很大影响，需要通过温度补偿电路进行改善。光纤电流传感器的原理是基于磁光材料的法拉第磁光效应。一束线性偏振光通过法拉第旋光材料时，若磁场方向与光的传播方向一致，则光的偏振面会发生选择，旋转的角度与被测电流成正比，利用检偏器检测旋转角的变化，经过一系列的信号处理求出被测电流。光纤由于其材质是二氧化硅，使得光纤传感器具有良好的绝缘特性。采用磁光效应测量电流，相比于电磁式铁芯绕组的结构，不会存在磁滞效应，与此同时具有良好的抗电磁干扰能力、灵敏度和准确度。但是由于质地较脆，极易受振动的影响，对工艺水平要求较高，造价昂贵。巨磁阻（Giant Magneto-Resistive，GMR）电流传感器基于巨磁电阻效应，至1988 年菲尔和格林贝格尔发现巨磁阻效应，由于巨磁阻传感器在体积、灵敏度、功耗等方面具有很大优势，巨磁阻传感器得到了广泛的运用，例如位移测量，速度测量、电力控制、速控、导航、医疗等领域。
巨磁阻传感器的工作原理是巨磁阻材料在一定范围内磁场的作用下，其阻值会随着磁场的变化产生相应的变化，根据阻值的变化计算出磁场的大小，从而计算出被测电流。在电流检测方面，巨磁阻电流传感器其他类型的电流传感器相比，具有能够测量直流和交流信号、线性度好和体积小等优点，尤其是GMR 能够测量直流电流。
表1.1 是市场上各类电流传感器的性能对照，巨磁阻电流传感器与CT 相比，具有体积小的优势，比大多数的电流传感器价低要低，并且具有良好的灵敏度和线性度、频率范围也较高，与使用最广泛的霍尔电流传感器相比，温度漂移小，不易受温度影响。无论是测量交流、直流还是脉冲电流都可以使用巨磁阻电流传感器。因此在本次设计中选用巨磁阻电流传感器作为研究对象。
