Что такое датчик тока?

Что такое датчик тока?

Датчик тока — это устройство, измеряющее ток, протекающий в цепи.

Датчики тока встраиваются в цепи тока, поэтому они требуют отключения цепи и могут быть опасны, но существуют также типы датчиков тока, которые могут измерять ток, просто зажимая часть цепи снаружи.

Применение датчиков тока

Датчики тока используются в ситуациях, когда требуется значение тока, протекающего в определенной цепи. Датчики тока, которые напрямую интегрированы в цепь, часто используются для измерения и регистрации значения тока, протекающего в цепи на регулярной основе. В этом случае информация используется для самостоятельного обслуживания работающего оборудования.

С другой стороны, датчики тока, которые зажимают цепь снаружи, полезны в нестандартных ситуациях, таких как предварительная и последующая проверка подачи питания во время электромонтажных работ или проверка находящейся под напряжением части для расследования причины отказа электрической цепи.

Принцип работы датчиков тока

Датчик тока, напрямую подключенный к цепи, действует как резистор и измеряет фактический ток, протекающий через цепь, на основе напряжения, приложенного к цепи. Датчики тока зажимного типа не могут измерять фактический ток, протекающий в цепи, поскольку они не подключены к цепи напрямую. Поэтому магнитное поле, создаваемое током, протекающим в проводах цепи, измеряется и выводится как эквивалентное значение тока.

В частности, в зажимной секции находится магнитный сердечник, и магнитное поле обнаруживается в этой секции и преобразуется в значение тока. Поскольку полярность магнитного поля различается между переменным и постоянным током, принцип наблюдения также различается. Среди различных методов измерения метод элемента Холла является одним из тех, который может обнаруживать как постоянный, так и переменный ток.

В этом методе элемент Холла встроен в магнитный сердечник для измерения магнитного поля, генерируемого в тестируемой цепи, в виде напряжения, которое преобразуется в значение тока с помощью встроенного усилителя.

Как выбрать датчик тока

Существует два типа датчиков тока: цепи постоянного тока и цепи переменного тока. Важно выбрать подходящий датчик тока в зависимости от компонента тока цепи, который вы хотите измерить, и точности, которую вы хотите измерить.

Как правило, если вам не требуется высокая степень точности, выбирайте тип элемента Холла, который может работать как с цепями постоянного, так и переменного тока, но он может не обеспечивать хорошего зажима в зависимости от положения установки цепи.

Для переменного тока выбирайте датчик тока типа Роговского без сердечника, который позволяет проводить измерения при изгибе зажимной секции.

Другая информация о датчиках тока

1. Метод обнаружения датчиков тока

Датчики тока имеют различные области применения в зависимости от характеристик метода обнаружения. Методы обнаружения тока можно в целом разделить на два типа: тип обнаружения сопротивления и тип обнаружения магнитного поля.

Тип обнаружения сопротивления
Тип обнаружения сопротивления обнаруживает ток путем вставки сопротивления, называемого шунтирующим резистором, в точку, где протекает измеряемый ток. Согласно закону Ома, падение напряжения происходит, когда ток протекает через резистор.

Измерив это значение напряжения и разделив его на значение сопротивления, можно измерить ток. Хотя это зависит от конструкции схемы, обычно выбирают небольшое значение сопротивления для шунтирующего резистора, чтобы оно не влияло на работу схемы.

Однако при измерении больших токов тепловыделение и выдерживаемое напряжение значения резистора могут быть проблемой. Если падение напряжения мало, следует использовать усилитель считывания тока для усиления обнаруживаемого напряжения.

Тип обнаружения магнитного поля
Тип обнаружения магнитного поля измеряет магнитное поле, создаваемое текущим током. Согласно закону Ампера, при протекании тока магнитное поле генерируется в направлении, в котором вращается правая резьба, когда направление тока совпадает с направлением, в котором движется правая резьба.

Это магнитное поле обнаруживается с помощью элемента Холла. Элемент Холла — это элемент, который использует эффект Холла, явление, при котором электродвижущая сила появляется в направлении, ортогональном как току, так и магнитному полю, и используется для обнаружения магнитного поля.

2. Схема датчика тока

Тип обнаружения сопротивления с использованием шунтирующего резистора используется для обнаружения перегрузки по току в источниках питания, таких как преобразователи постоянного тока в постоянный, драйверы светодиодов, которые управляются током, а также для управления током и защиты цепей в цепях привода двигателя. Тип обнаружения магнитного поля с использованием элементов Холла не требует размещения элемента на схеме, где должен измеряться ток, поэтому он также используется в клещевых амперметрах, которые зажимают провода для измерения тока, и для обнаружения положения двигателя.

Обнаружение тока с использованием типа обнаружения сопротивления с шунтирующим резистором или типа обнаружения магнитного поля с элементом Холла часто дает небольшой выходной сигнал, поэтому, когда схема сконфигурирована с дискретными компонентами, обычно в схему включают усилитель считывания тока или операционный усилитель. Производители также предлагают специальные ИС со встроенными усилителями вместо дискретных компонентов, которые можно выбрать в соответствии с применением и характеристиками.