儀商訊：現(xiàn)在，在以功率調(diào)節(jié)器和變頻器等功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)為代表的功率電子領(lǐng)域，要求高精度、寬頻的電流測量。日置（HIOKI）從1971年發(fā)售鉗形表CT-300(圖1)以來，一直根據(jù)測量用途提供各種電流傳感器(圖2)。在本期的欄目中，主要針對電流傳感器的檢測方式，結(jié)合自身產(chǎn)品進(jìn)行介紹。

圖 1: 發(fā)售于1971年的電流傳感器CT-300

圖 2: 日置的零磁通式電流傳感器

電流傳感器的檢測方式

電流傳感器的檢測方式雖然各式各樣，但大多數(shù)都是根據(jù)被測導(dǎo)體內(nèi)的電流流動，用卷線檢測插入磁通的磁電轉(zhuǎn)換元件和磁芯。但是，各種檢測方式各有利弊，很難用一種方式來滿足所有的檢測要求。而日置（HIOKI）結(jié)合兩種方式，采取零磁通式（也被稱為環(huán)閉式或磁平衡法）提供高精度、寬頻的電流傳感器。

零磁通式如圖3、圖4所示，是形成包括磁回路的負(fù)反饋電路，取消磁芯上因被測電流產(chǎn)生的磁通，向反饋線圈流動電流的方式。因為可以把工作磁通抑制到最小程度，所以具備能夠把因磁性材料產(chǎn)生的非線性影響降低到最小程度的優(yōu)點。

日置（HIOKI）的高精度傳感器如圖3所示，是結(jié)合磁通門方式和變流器(CT)方式的零磁通方式。磁通門方式可以檢測直流，因為是不使用半導(dǎo)體的檢測方式，具有偏移電壓比較小，溫度穩(wěn)定性、長時間穩(wěn)定性好的特點。日置（HIOKI）提供精度0.02%rdg，頻寬3.5MHz的世界頂級水準(zhǔn)的高精度和寬頻電流傳感器。而且，因為靈活運(yùn)用了磁通門方式的高溫穩(wěn)定性，使得我們的產(chǎn)品可在-40℃～+85℃的溫度范圍內(nèi)使用。

另一方面，寬頻電流傳感器如圖4所示，采用結(jié)合霍爾元件和變流器(CT)方式的零磁通方式，提供從直流到最大120 MHz頻寬的電流傳感器。磁性檢測的核心部件霍爾元件由日置（HIOKI）自己生產(chǎn)，靈敏度高且干擾低，最適合與示波器搭配使用來觀測微小電流的波形變化。

圖 3: 零磁通式(磁通門式)

圖 4: 零磁通式(霍爾元件式)

電流傳感器構(gòu)造的區(qū)別

電流傳感器在構(gòu)造上分為貫通式和鉗式兩種。貫通式的磁芯沒有分割面，磁芯周圍容易得到均一的特性，因此可以構(gòu)成非常高精度的電流傳感器。但是，接線時需要把電源線從中穿過，所以必須要先切斷電源，設(shè)備在工作的狀態(tài)下無法進(jìn)行接線。

另一方面，鉗式的磁芯是分割構(gòu)造，夾住電源線就可以進(jìn)行測量，不需要像貫通式那樣切斷電源線，即使是在工作的狀態(tài)下也很容易測量。但是，因為有分割面，磁芯周圍很難得到均一的特性，一般來說鉗式電流傳感器測量精度較差，受導(dǎo)體位置的影響很大。因此，很難得到重現(xiàn)性良好的測量。而日置（HIOKI）運(yùn)用長年研發(fā)電流傳感器的技術(shù)訣竅，提供即使是鉗式也可以做到高精度測量的傳感器，后期將詳細(xì)闡述。

由于篇幅有限，下期將從選型和校正方面在做深入介紹。