基于霍爾效應(yīng)的電流鉗在鐵芯中加工一個(gè)氣隙放置霍爾元件。利用霍爾元件測(cè)量氣隙中的磁感應(yīng)強(qiáng)度，根據(jù)控制方式不同，有開環(huán)和閉環(huán)兩種類型。開環(huán)霍爾型使用線性度較好的霍爾元件，霍爾元件輸出電壓正比于被測(cè)電流。閉環(huán)霍爾型使用零磁通技術(shù)，鐵芯上有補(bǔ)償線圈。開環(huán)和閉環(huán)霍爾型電流鉗都可以測(cè)量直流和交流，霍爾元件需要提供工作電壓，因此這兩種電流鉗都要供電，閉環(huán)霍爾需要驅(qū)動(dòng)補(bǔ)償線圈耗電更大。這種類型傳感器非常昂貴并且很脆弱。因?yàn)楦呔鹊膫鞲衅髂壳笆褂玫氖谴磐ㄩT技術(shù)，該技術(shù)要求必須保證傳感器處于供電正常狀態(tài)下，啟動(dòng)被測(cè)設(shè)備，若上電、掉電和供電順序出錯(cuò)，會(huì)導(dǎo)致傳感器測(cè)量不準(zhǔn)，甚至損壞，所以相比較傳感器供電，被測(cè)電流要遵循遲到早退原則，否則會(huì)造成傳感器損壞。

圖4 傳感器/被測(cè)電路上電/掉電時(shí)序圖

圖5 致遠(yuǎn)ZCS200

霍爾傳感器，接入功率分析儀上，可以采用以下幾種方式，提高測(cè)量精度：

·使用雙絞線、屏蔽電纜或同軸電纜連接傳感器和測(cè)量?jī)x器；

·避免靠近強(qiáng)磁場(chǎng)；

·除被測(cè)電流外避免靠近大電流電纜；

·使用低噪聲電源給傳感器供電；

·傳感器安裝需符合規(guī)范要求，承載被測(cè)電流的導(dǎo)體盡量垂直穿過傳感器通孔中心，電纜(或其它載流導(dǎo)體)最好充滿孔徑，見圖 6所示序號(hào)③、④、⑤所示。

圖6 傳感器安裝對(duì)比

3、互感器

電流互感器類似于一個(gè)初級(jí)匝數(shù)很少，次級(jí)匝數(shù)較多的變壓器，其原理是依據(jù)電磁感應(yīng)原理，只能測(cè)試交流。它是不能測(cè)量直流電流的，通常設(shè)計(jì)為工頻測(cè)量，準(zhǔn)確度為工頻下的參數(shù)，帶寬較窄，不適合用于諧波分析和非正弦測(cè)量。使用電流互感器一定注意不能將次級(jí)開路，否則將會(huì)產(chǎn)生高壓危及人身和設(shè)備安全。

圖7 法國CA116

互感器，接入功率分析儀上，可以采用以下幾種方式，提高測(cè)量精度：

·使用同軸電纜連接互感器和測(cè)量?jī)x器；

·互感器避免靠近強(qiáng)交變磁場(chǎng)；

·除被測(cè)電流外應(yīng)避免靠近大電流電纜；

·承載被測(cè)電流的導(dǎo)體盡量位于互感器通孔位置。

4、羅氏線圈

羅氏線圈也叫測(cè)量線圈、微分電流傳感器，是一個(gè)均勻纏繞在非鐵磁性材料上的環(huán)形線圈，只能測(cè)試交流，不能測(cè)試直流，由于交流測(cè)試，因輸出的是微分信號(hào)，PA功率分析儀本身無內(nèi)置積分器，所以通常不能直接運(yùn)用在PA上，但帶積分器的可以用在PA上，如致遠(yuǎn)CTS6000，見圖 8。

圖8 致遠(yuǎn)CTS6000

羅氏線圈，接入功率分析儀上，可以采用以下兩種方式，提高測(cè)量精度：

·互感器避免靠近強(qiáng)交變磁場(chǎng)；

·承載被測(cè)電流的導(dǎo)體盡量位于傳感器通孔中心。

總結(jié)

當(dāng)被測(cè)電流超出功率分析儀量程范圍時(shí)，可通過外接傳感器/互感器/分流器/羅氏線圈擴(kuò)展測(cè)電流，四種測(cè)量方法各有千秋，見表 1所示。在實(shí)際選型中，可以根據(jù)不同應(yīng)用場(chǎng)合，選擇合適的測(cè)量方式。一般情況下使用電流直接輸入測(cè)量效果較好，當(dāng)被測(cè)回路中存在較高共模干擾，又不存在低共模電壓接入點(diǎn)時(shí)，為了避免干擾，使用互感器或傳感器效果較好，當(dāng)必須要用傳感器或互感器時(shí)，高精度電流輸出型傳感器比互感器、羅氏線圈效果好。

表1 四種電流檢測(cè)方式對(duì)比