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如下图所示,检测流动电流的方法大致可分为电阻检测型和磁场检测型。电阻检测型将分流电阻引发的电压降转换为电流。安装简单而且价廉物美,操作简单,但缺点是电阻上的功率损耗会产生较大的发热量。磁场检测型<有铁芯>根据电流线中流动的电流测量铁芯中产生磁场的大小,以此来测量电流值。这种方法无需接触,功率损耗较小,但铁芯较大,存在贴装面积大的课题。<无铁芯>利用霍尔效应将流动电流周围产生的磁场转换为电压(霍尔电压)进行测量,以此来测量电流值。因为霍尔效应产生的电压较小,所以IC由霍尔元件和放大电路构成。因为需要将电流引入IC内,所以会产生功率损耗。
光敏二管是常见的光传感器。光敏二管的外型与一般二管一样,当无光照时,它与普通二管一样,反向电流很小,称为光敏二管的暗电流;当有光照时,载流子被激发,产生电子-空穴,称为光电载流子。在外电场的作用下,光电载流子参与导电,形成比暗电流大得多的反向电流,该反向电流称为光电流。光电流的大小与光照强度成正比,于是在负载电阻上就能得到随光照强度变化而变化的电信号。光敏三管除了具有光敏二管能将光信号转换成电信号的功能外,还有对电信号放大的功能。光敏三级管的外型与一般三管相差不大,一般光敏三管只引出两个——发射和集电,基不引出,管壳同样开窗口,以便光线射入。为增大光照,基区面积做得很大,发射区较小,入射光主要被基区吸收。工作时集电结反偏,发射结正偏。在无光照时管子流过的电流为暗电流Iceo=(1+β)Icbo(很小),比一般三管的穿透电流还小;当有光照时,激发大量的电子-空穴对,使得基产生的电流Ib增大,此刻流过管子的电流称为光电流,发射电流Ie=(1+β)Ib,可见光电三管要比光电二管具有更高的灵敏度。
通过将霍尔效应传感器与电磁铁结合使用,可以获得更灵敏、更的隔离式电流传感装置。这种布置由一个开槽铁氧体环形磁芯和一个位于间隙中的霍尔效应 IC传感器组成。传感器被磁芯包围,因此磁芯充当通量集中器,因为它将感应磁场聚焦到霍尔元件放置的位置,如下图所示。通过改变磁芯上的绕组数量,该传感器可以测量几安培到几千安培的电流。霍尔效应传感器的输出电压与流过绕组的电流成正比,因此与电流测量值成正比。