安科瑞 華梅超

江蘇安科瑞電器制造有限公司 

直流電流是電測量中常見的被測量，在不同的應用場合，對直流電流檢測方法的精度、功耗、體積、安裝方式等方面提出了不同的要求。直流電流的檢測方法一般分為直接式和非直接式，直接式一般是通過串聯電阻檢測電壓的方法;非直接式測量一般通過檢測電流產生的磁場實現的，由于電流周圍會產生磁場，我們可以間接的通過測量磁場的大小得到被測電流的大小。直接式測量主要指分流器;非直接式測量主要包括霍爾電流傳感器，本文主要介紹這兩種直流電流檢測方法的原理及應用。

直流電流直接式檢測方法—分流器

分流器是根據檢測直流電流通過電阻時在電阻兩端產生電壓的原理構建的, 主要由錳銅材料與銅端子用銀合金焊接后制成，兩側銅端子各有一組電流測量端及電壓取樣端。分流器屬于直接式檢測法，測量電流的上限一般不能太大。分流器檢測法精度高、結構簡單、成本低。但對串接的測量電阻和外接的信號放大電路有一定的要求。首先，這一電阻要有較高的精度和較好的溫漂特性，測量電阻的阻值在一定的環境下是不變的。其次，可以通過使用一些較好的測量儀器及較先進的測量方法得到所需的精度要求。但是溫度漂移不可預測，補償也比較困難。

分流器檢測法一般用于電壓不高，電流相對較小的情況，電流如果太大，電阻上就會產生比較大的損耗，如通過100A電流時，即使用毫歐級別的電阻產生的功耗也是很驚人的，而電阻上的損耗幾乎都轉化為熱能，這又增加了散熱的難度。此外，這種方法輸出信號小，需要附加放大電路，這也是分流器檢測法的局限處。

直流電流非直接式檢測方法—霍爾電流傳感器

霍爾電流傳感器只需外接正負直流電源，被測電流母線從傳感器中穿過，即可完成主電路與控制電路的隔離檢測，簡化了電路設計。當原邊電流IP流過一根長導線時，在導線周圍將產生磁場，磁場的大小與流過導線的電流成正比，產生的磁場聚集在磁環內，通過磁環氣隙中霍爾元件進行測量并放大輸出，其輸出電壓VS精確的反映原邊電流IP，可以得到一個與原邊電流成正比的大小為幾伏的電壓信號，經A/D轉換，可方便地與計算機和各種儀表接口。

霍爾電流傳感器具有優越的電性能，是一種先進的、能隔離主電路回路和電子控制電路的電測量元件。它綜合了分流器的所有優點，同時又克服了分流器的不足。具有精度高、線性好、響應快、過載能力強等優點，但此方法易受干擾，不適合在復雜的強磁環境中用。

在實際應用中，直接式與非直接式各有優勢,如何選擇正確的直流測量方法很關鍵。常規分流器電流測量范圍：1A～500A;霍爾電流傳感器電流測量范圍：50A～20000A。下面以安科瑞公司傳感器為例來分析如何選擇不同直流測量方案，在項目設計成本控制要求較高、電流小于500A的應用場合，推薦采用分流器方案，可選擇AFL-T、AFL-P系列分流器，無需提供輔助電源，一次電流信號轉換為標準75mV信號，直接連至各類儀表或采樣模塊，成本較低，現場接線簡單;而在安全性能、響應時間及穩定性要求較高的應用場合，如電鍍、光伏、風電、逆變、UPS監測等應用中，通常推薦采用AHKC、AHBC系列霍爾傳感器，現場需要提供±12V/15V輔助電源,輸出4V/5V/20mA/50mA等信號。而在某些系統改造或現場安裝環境較復雜的應用場合中，則必須采用開口式霍爾電流傳感器才測量直流電流信號，開口式設計無需拆卸銅排及線纜，大大降低了人工成本。

作者簡介：華梅超，女，本科，江蘇安科瑞電器制造有限公司，主要研究方向為智能建筑供配電監控系統。