有许多不同类型的电流测量技术,从基本分流和霍尔。
影响设备到更复杂的系统。决定因素通常是所需的精度,新兴的电动汽车、太阳能、牵引和电网应用要求精度水平达到 100 ppm,而医疗 MRI 设备和物理研究所加速器可能需要单个数字 ppm 的性能。在这些更高的水平上,简单的设备无法提供,Danisense 正在提供基于其磁通门技术的直流和交流电流传感器,可提供低至 1ppm 的测量值。

图1
Danisense 专有磁通门是一种闭环补偿技术,具有固定励磁频率和二次谐波零磁通检测。由初级电流产生的环形磁场被积分器产生的补偿次级电流抵消。Fluxgate 检测环形磁场中从直流到低于 100 Hz 的亚 ppm 级磁场,并告诉积分器对其进行补偿。在较高频率下,反馈绕组检测环形磁场中 ppm 级的磁场,并再次告诉积分器对其进行补偿。图 1 比较了电流如何正常运行(红线),然后通过磁通门元件(蓝线)。通过缠绕在标准磁性材料上的拾波线圈,电流是线性的,直到饱和。然而,

图2
图 2 是一个简化图,显示了施加方电压(左)产生尖锐的正负信号的效果,然后如果引入通过导线的初级直流电流 Ip,则会添加一个直流磁场,该磁场会改变信号(正确的)。最后,应用高级信号处理,通过使用二次谐波,可以提取新信号的值,以提供导体中电流及其直流电流值的测量值。这是基本的 FluxGate(或零通量)技术。(这可以通过额外的交流反馈绕组来补充,以扩展交流电流测量的频率范围。)
简单的单磁通门结构和磁芯将提供准确的直流和低频交流测量,但带宽非常低,因此不适合全带宽交流测量。
此外,温度和其他环境条件的影响意味着磁场会漂移。一些制造商使用电子补偿电路,这增加了成本和复杂性,并且还容易出现不准确的情况。相比之下,Danisense 采用双平衡

图3a

图3b
磁通门结构采用两个相对的磁芯,在概念上类似于惠斯通电桥。这提供了自然补偿,消除了任何漂移的影响。框图如图 3a 所示,简化的信号图如图 3b 所示。但是,为了使两个 Fluxgate 元件相互平衡,它们必须完美匹配。

图4
Danisense 的主要产品线是 DS 系列单元,产品跨越 200-10,000A (DS200 – DR10000)。单元具有出色的线性度(0 至 FS),偏移稳定性小于 0.1ppm/月,带宽平坦(DC 至 ~ 数百 kHz)。交流测量的相移是行业领先的——参见图 4——并且提供电流输出和电压输出模型。铝制外壳可抗电磁和共模噪声 (dv/dt)。