電流傳感器的工作原理
     南京中旭電子科技有限公司的電流傳感器可以測量各種類型的電流，從直流電到幾十千赫茲的交流電，其所依據的工作原理主要是霍爾效應原理。（本文下面多以以零磁通閉環產品原理為例）
     當原邊導線經過電流傳感器時，原邊電流ip會產生磁力線，原邊磁力線集中在磁芯氣隙周圍，內置在磁芯氣隙中的霍爾電片可產生和原邊磁力線成正比的，大小僅為幾毫伏的感應電壓，通過后續電子電路可把這個微小的信號轉變成副邊電流is，并存在以下關系式： is靠 ns= ip靠np 
     其中，is—副邊電流；
      ip—原邊電流；
      np—原邊線圈匝數；
      ns—副邊線圈匝數；
      np/ns—匝數比，一般取np=1。
     電流傳感器的輸出信號是副邊電流is，它與輸入信號（原邊電流ip）成正比，
     is一般很小，只有10~400ma。如果輸出電流經過測量電阻rm，則可以得到一個與原邊
     電流成正比的大小為幾伏的電壓輸出信號。
     2、傳感器供電電壓va
     va指電流傳感器的供電電壓，它必須在傳感器所規定的范圍內。超過此范圍，傳感器不能正常工作或可靠性降低，另外，傳感器的供電電壓va又分為正極供電電壓va+和負極供電電壓va-。要注意單相供電的傳感器，其供電電壓vamin是雙相供電電壓vamin的2倍，所以其測量范圍要相供高于雙電的傳感器。
     3、測量范圍ipmax
     測量范圍指電流傳感器可測量的電流值，測量范圍一般高于標準額定值ipn。
     三、電流傳感器主要特性參數
     1、標準額定值ipn和額定輸出電流isn
     ipn指電流傳感器所能測試的標準額定值，用有效值表示（a.r.m.s），ipn的大小與傳感器產品的型號有關。 isn指電流傳感器額定輸出電流，一般為10~400ma，當然根據某些型號具體可能會有所不同。
     2、 偏移電流iso
     偏移電流也叫殘余電流或剩余電流，它主要是由霍爾元件或電子電路中運算放大器工作狀態不穩造成的。電流傳感器在生產時，在25℃，ip=0時的情況下，偏移電流已調至最小，但傳感器在離開生產線時，都會產生一定大小的偏移電流。產品技術文檔中提到的精度已考慮了偏移電流增加的影響。
     3、 線性度
     線性度決定了傳感器輸出信號（副邊電流is）與輸入信號（原邊電流ip）在測量范圍內成正比的程度，南京中旭電子科技有限公司的電流傳感器線性度要優于0.5%。
     4、 溫度漂移
     偏移電流iso是在25℃時計算出來的，當霍爾電極周邊環境溫度變化時，iso會產生變化。因此，考慮偏移電流iso的變化是很重要的，其中，iot是指電流傳感器性能表中的溫度漂移值。
     5、 過載
     電流傳感器的過載能力是指發生電流過載時，在測量范圍之外，原邊電流仍會增加，而且過載電流的持續時間可能很短，而過載值有可能超過傳感器的允許值，過載電流值傳感器一般測量不出來，但不會對傳感器造成損壞。
     6、 精度
     霍爾效應傳感器的精度取決于標準額定電流ipn。在+25℃時，傳感器測量精度與原邊電流有一定影響，同時評定傳感器精度時還必須考慮偏移電流、線性度、溫度漂移的影響。
     四、傳感器型號、結構和安裝方法
     南京中旭電子科技有限公司的傳感器產品標簽一般由“傳感器產品型號”和“生產日期”兩部分構成。“傳感器產品型號”用于標明傳感器的型號、額定測量值、工作電源及接線指示，“傳感器生產日期”則是由8位數字構成，表明傳感器的生產年月份、批次（一月中的第幾批產品）。
     南京中旭電子科技有限公司的傳感器產品很多，每種傳感器的外形結構、尺寸大小等都有所不同，下面介紹幾種典型的外形結構及安裝接線方法。
     1、 hnc025a電流傳感器
     hnc-025a電流傳感器是南京中旭電子科技有限公司中一種量程很小的傳感器，所能測量的額定電流為5、6、8、12、25a，原邊管腳的不同接法可確定額定測量電流為多少，參見說明書。
     2、帶線電流傳感器
     如常規電流傳感器一樣，一般傳感器都有正極（+）、負極（-）、測量端（m）及地（0）四個管腳，但帶線電流傳感器則沒有此四個管腳，而是有紅、黑、黃、綠三根引線，分別對應于正極、負極、測量端及地。同時在大多傳感器中有一內孔，測量原邊電流時要將導線穿過該內孔。孔徑大小與產品型號、測量電流大小有著必然的關系。
     不管是什么型號的電流傳感器，安裝時管腳的接線應根據說明書所注情況進行相應連線。
     （1）在測量交流電時，必須強制使用雙極性供電電源。即傳感器的正極（+）接供電電源“+va”端，負極接電源的“-va”端，這種接法叫雙極性供電電源。同時測量端（m）通過電阻接電源“0v”端（單指零磁通式）。
     （2）在測量直流電流時，可使用單極性或單相供電電源，即將正極或負極與“0v”端短接，從而形成只有一個電極相接的情況。
     另外，安裝時必須全面考慮產品的用途、型號、量程范圍、安裝環境等。比如傳感器應盡量安裝在利于散熱的場合。
     五、提高測量精度的方法
     除了安裝接線、即時標定校準、注意傳感器的工作環境外，通過下述方法還可以提高測量精度：
     1、原邊導線應放置于傳感器內孔中心，盡可能不要放偏；
     2、原邊導線盡可能放滿傳感器內孔，不要留有空隙；
     3、需要測量的電流應接近于傳感器的標準額定值ipn，不要相差太大。如條件所限，手頭僅有一個額定值很高的傳感器，而欲測量的電流值又低于額定值很多，為了提高測量精度，可以把原邊導線多繞幾圈，使之接近額定值。例如當用額定值100a的傳感器去測量10a的電流時，為提高精度可將原邊導線在傳感器的內孔中心繞十圈（一般情況，np=1；在內孔中繞一圈，np=2；……；繞九圈，np=10，則np×10a=100a與傳感器的額定值相等，從而可提高精度）；
     4、當欲測量的電流值為ipn/10的時，在25℃仍然可以有較高的精度。
     六、傳感器的抗干擾性
     1、電磁場
     霍爾效應電流傳感器，利用了原邊導線的電磁場原理。因此下列因素直接影響傳感器是否受外部電磁場干擾。
     (1)傳感器附近的外部電流大小及電流頻率是否變化；
     (2)外部導線與傳感器的距離、外部導線的形狀、位置和傳感器內霍爾電極的位置；
     (3)安裝傳感器所使用的材料有無磁性；
     (4)所使用的電流傳感器是否屏蔽；
     為了盡量減小外部電磁場的干擾，按上述要求安裝傳感器。 
     七、傳感器標定
     1、偏移電流iso
     偏移電流必須在ip=0、環境溫度t≈25℃的條件下進行校準，（雙極性供電）接線，且測量電壓vm必須滿足：
     vm≦rm×iso 
     2、精度
     在ip=ipn（ac or dc）、環境溫度t≈25℃、傳感器雙極性供電、rm為實際測量電阻的條件下進行測量。
      3、保護性測試
     南京中旭電子科技有限公司的傳感器在測量電路短路、測量電路開路、供電電源開路、原邊電流過載、電源意外倒置的條件下都可受到保護。對上述各項測試舉例如下：
     （1）測量電路短路
     此項測試必須在ip=ipn、環境溫度t≈25℃、傳感器雙向供電、rm為實際應用中的電阻條件下進行，輸出與地接一開關，開關應在一分鐘之內合上和打開。
      （2）測量電路開路
     此項測試條件為ip=ipn、環境溫度t≈25℃、傳感器雙向供電、rm是實際應用中的電阻條件下進行，輸出與電阻接一開關，開關s應在一分鐘之內完成閉合/打開切換動作。
     （3）電源意外倒置測試
     為防止電源意外倒置而使傳感器損壞，在電路中專門加裝了保護二極管，此項測試可使用萬用表測試二極管兩端，測試應在ip=0、環境溫度t≈25℃、傳感器不供電、不連接測量電阻的條件下進行。可使用以下兩種方法測試：
     種：萬用表紅表筆端接傳感器“m”端，萬用表黑表筆端接傳感器“+”端；
     第二種：萬用表紅表筆接傳感器負極，萬用表黑表筆接傳感器m端；
     在測試中，如萬用表鳴笛，說明二極管已損壞。
     八、傳感器應用計算
     根據圖13，電流傳感器的主要計算公式如下：
     npip=nsis； 計算原邊或副邊電流
     vm=rmi； 計算測量電壓
     vs=rsis； 計算副邊電壓 
     va=e+vs+vm； 計算供電電壓 
     其中，e是二極管內部和晶體管輸出的壓降，不同型號的傳感器有不同的e值。這里我們僅以hnc-300lt為例，這種傳感器的匝數比np/ns=1/2000、標準額定電流值ipn=300a rms 、供電電壓va的范圍為±12v~±15v（±5%）、副邊電阻rs=30ω ，在雙極性（±va）供電，其傳感器測量量程>100a且無防止供電電源意外倒置的保護二極管的情況下，e=1v。在上述條件下：
     （1）給定供電電壓va，計算測量電壓vm和測量電阻rm：
     假設：供電電壓va=±15v
     根據上述公式得：
     測量電壓vm=9.5v；
     測量電阻rm=vm/is =63.33ω；
     副邊電流is=0.15a。
     所以當我們選用63.33ω的測量電阻時，在傳感器滿額度測量時，其輸出電流信號為0.15a ，測量電壓為9.5v。
     （2）給定供電電壓和測量電阻，計算欲測量的峰值電流；
     假設：供電電壓va=±15v，測量電阻rm=12ω，
     則：vm+vs=（rm+rs）×is =va-e=14v
     而：rm+rs=12w+30w=42w，
     則輸出副邊電流：ismax= 0.333a
     原邊峰值電流：ipmax=ismax(ns/np)=666a
     這說明，在上述條件下，傳感器所能測量的電流即原邊峰值電流為666a。如果原邊電流大于此值，傳感器雖測量不出來，但傳感器不會被損壞。
     （3）測量電阻（負載電阻）能影響傳感器的測量范圍。
     測量電阻對傳感器測量范圍也存在影響，所以我們需要精心選擇測量電阻。用下式可計算出測量電阻：
     其中，vamin—扣除誤差后的最小供電電壓；
     e—傳感器內部晶體管的電壓降；
     rs—傳感器副邊線圈的電阻；
     ismax—原邊電流ip為值時的副邊電流值。
     另外我們可以通過下式確認所選傳感器的穩定性。
     如果vamin不符合上式，則會造成傳感器的不穩定。一旦出現這種情況，我們可以有以下三種方法克服：
     1）更換電壓更大的供電電源；
     2）減小測量電阻的值；
     3）將傳感器更換成rs較小的傳感器。
     例如，某種型號的電流傳感器，其標準額定電流ipn=1000a，匝數比np/ns=1/2000，e值為1.5v，副邊電阻rs=30ω，測量電阻rm=15w，用15v電源單極性供電。則va=30v（單極性供電是雙極性供電的2倍）， 而：
     is=ip×np/ns =0.5a 
     vs=rs×is=15v
     vm=rm×is=7.5v
     =24v<30v