ï»?!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD XHTML 1.0 Transitional//EN" "http://www.w3.org/TR/xhtml1/DTD/xhtml1-transitional.dtd"> 甉|µ‹‚€‹¹‹æŠ€æœ¯ç»¼˜q?/title><meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="IE=EmulateIE7" /><meta name="description" content="(‹¹™æ±Ÿå·¨ç£æ™ø™ƒ½æŠ€æœ¯æœ‰é™å…¬å?magtron lennon)摘要åQšçŽ°å¦‚今åQŒç”µ‹¹æ£€‹¹‹çš„技术在工业发展的推动下日臻完善。然而åƈ不是传统的方案就不可取,在不同的应用环境下还是有一席用武之地。电‹¹æ£€‹¹‹ä¹‹åŽé€šå¸¸è¢?.."><meta name="keywords" content="甉|µ‹‚€‹¹‹æŠ€æœ¯ç»¼˜q?> <link href="/style/Template/public.css" rel="stylesheet" type="text/css" /> <link href="/style/Template/tech.css" rel="stylesheet" type="text/css" /> <script src="/Js/jquery-1.6.js" type="text/javascript"></script> <script src="/Js/ArticlePost/HitNum.js" type="text/javascript"></script> <script src="/Js/ArticleComments/ArticleComments.js" type="text/javascript"></script> <script src="/Js/Search/Search.js" type="text/javascript"></script> <script src="/Js/Public.js" type="text/javascript"></script> <script src="/Js/Advertisement/GetAdvertisement.js" type="text/javascript"></script> <script src="/Js/ComZF.js" type="text/javascript"></script> <!-- Google Tag Manager --> <noscript><iframe src="http://www.googletagmanager.com/ns.html?id=GTM-9RQX" height="0" width="0" style="display:none;visibility:hidden"></iframe></noscript> <script>(function(w,d,s,l,i){w[l]=w[l]||[];w[l].push({'gtm.start': new Date().getTime(),event:'gtm.js'});var f=d.getElementsByTagName(s)[0], j=d.createElement(s),dl=l!='dataLayer'?'&l='+l:'';j.async=true;j.src= '//www.googletagmanager.com/gtm.js?id='+i+dl;f.parentNode.insertBefore(j,f); })(window,document,'script','dataLayer','GTM-9RQX');</script> <!-- End Google Tag Manager --> <meta http-equiv="Cache-Control" content="no-transform" /> <meta http-equiv="Cache-Control" content="no-siteapp" /> </head> <body> <title>¶«¾©ÈÈË¿Íà·¬ºÅ|¶«¾©ÈÈÒ»µ¶Á½¶Ï¹íÊÅ
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甉|µ‹‚€‹¹‹æŠ€æœ¯ç»¼˜q?/h1>
文章来源åQšã€å·¥ä¸šç”µå™¨ç½‘ã€?作者:ã€?ã€?点击åQ?span id="HitNum">‹Æ?旉™—´åQ?span id="dTime">2019/3/18 15:18:33

(‹¹™æ±Ÿå·¨ç£æ™ø™ƒ½æŠ€æœ¯æœ‰é™å…¬å?magtron lennon)


  摘要åQšçŽ°å¦‚今åQŒç”µ‹¹æ£€‹¹‹çš„技术在工业发展的推动下日臻完善。然而åƈ不是传统的方案就不可取,在不同的应用环境下还是有一席用武之地。电‹¹æ£€‹¹‹ä¹‹åŽé€šå¸¸è¢«ç”¨æ¥æ‰§è¡Œæµ‹é‡â€œå¤šå¤§â€ç”µ‹¹å’Œå½“电‹¹â€œè¿‡å¤§â€æ—¶åŠ¨ä½œåˆ¤æ–­çš„两个基本功能ã€?

    一、欧姆定å¾?/strong>     åQ?åQ‰åˆ†‹¹ç”µé˜?  
    ˜q™ç§æ‹“扑¾l“æž„åQŒéƒ½å­˜åœ¨ä¸€å®šçš„风险性,低端‹‚€‹¹‹ç”µè·¯æ˜“对地¾U‰K€ æˆòq²æ‰°åQ›é«˜ç«¯æ£€‹¹‹ï¼Œç”µé˜»ä¸Žè¿æ”„¡š„选择要求高ã€?     ‹‚€‹¹‹ç”µé˜ÀL˜¯æœ€½Ž€å•çš„甉|µ‹¹‹é‡æ–ÒŽ³•åQŒæ—¢å¯ç”¨äºŽæµ‹é‡äº¤‹¹ç”µ‹¹ä¹Ÿå¯ç”¨äºŽæµ‹é‡ç›´‹¹ç”µ‹¹ã€‚用该方法进行电‹¹æµ‹é‡çš„最大弊端是向待‹¹‹å›žè·¯ä¸­æŽ¥å…¥äº†ç”µé˜»ï¼Œé€ æˆäº†ç”µèƒ½æ¶ˆè€—(I^2*RåQ‰ã€?  
  åQ?åQ‰TRACE电阻     由欧姆定律表明,导电体两端的电压与通过导电体的甉|µæˆæ­£æ¯”。而对于电é˜È‰©è´¨ï¼Œè¯¥å®šå¾‹å¯ä»¥è¡ç”ŸäؓåQšJ=σåQˆE + v × BåQ‰ã€?     式中J是电‹¹å¯†åº¦ï¼ŒE是电场强度,v是电èähµåŠ¨é€Ÿåº¦åQŒB是作用在电荷上的¼‚é€šé‡å¯†åº¦åQŒÏƒäؓ材料的导甉|€§ã€‚此时上式又能简化äؓåQšJ=σE     ˜q™æ–¹å¼é‡‡ç”¨ç”µè·¯ä¸­å¯ég½“的自íw«çš„ TRACE电阻代替分流电阻‹¹‹é‡ç”‰|µä¹Ÿæ˜¯ä¸€¿Uå¯é€‰æ‹©çš„电‹¹æµ‹é‡æ–¹æ³•ã€?br />    
    如果使用TRACE电阻åQŒåˆ™éœ€è¦é«˜å¢žç›Šæ”‘Ö¤§å™¨æ¥æ”‘Ö¤§ç”µåŽ‹ä¿¡å·åQŒä½†æ”‘Ö¤§å™¨çš„带宽性能一直未能突破的瓉™¢ˆã€?     众多的专家学者针对TRACE电阻的电‹¹æµ‹è¯•æ€§èƒ½˜q›è¡Œäº†å¤§é‡ç ”½IӞ¼Œ¾l“果表明åQšé‡‘属铜å…ähœ‰å…¸åž‹çš„热漂移性,因此该测量方式在高精度的应用环境下åƈ不适合ã€?     åQ?åQ‰ç”µæ„Ÿç›´‹¹ç”µé˜?      甉|„Ÿç›´æµç”µé˜»‹¹‹é‡ç”µèµ\属于一¿Uæ— æŸé‡‡æ ïL”µè·¯ã€‚该电èµ\在采样前需要对其进行精准的调试åQ›ç›®å‰åªé€‚用于对甉|µ˜q›è¡Œ¾_—ç•¥‹¹‹é‡ã€‚通常用在开关电源无损电‹¹æµ‹é‡å’Œä½ŽåŽ‹åQˆå°äº?1.5V åQ‰ç”µ‹¹æµ‹é‡åœºåˆã€?       å›?1 甉|„Ÿ‹¹‹é‡åŽŸç†å›?/strong>     二、法拉第ç”늣æ„Ÿåº”定律     ç”늣æ„Ÿåº”现象是指因磁通量变化产生感应电动势的现象åQŒä¾‹å¦‚,闭合电èµ\的一部分å¯ég½“在磁场里做切割磁感线的运动时åQŒå¯¼ä½“中ž®×ƒ¼šäº§ç”Ÿç”‰|µåQˆæ„Ÿåº”电‹¹ï¼‰ã€?     åQ?åQ‰ç½—氏线åœ?     Rogowski Coil是一¿Uå¯ä»¥ç›´æŽ¥å¥—在被‹¹‹é‡çš„导体上来测量交‹¹ç”µ‹¹çš„¾U¿åœˆã€‚其实也ž®±æ˜¯ä¸€¿Uç‰¹ŒDŠç±»åž‹çš„互感器,通常用来‹¹‹é‡äº¤æµé«˜ç”µåŽ‹å’Œçž¬æ—¶ç”‰|µã€?     ä»ÖM½•ž®é—­ç”µèµ\中感应电动势的大ž®ï¼Œ½{‰äºŽ½I¿è¿‡˜q™ä¸€ç”µèµ\¼‚é€šé‡çš„变化率åQŒå¯è¡¨ç¤ºä¸ºï¼š  
    由安培环路定则,˜q›è€Œèƒ½å¾—到¾|—氏¾U¿åœˆä¸­çš„¼‚é€šé‡å¯†åº¦ä¸Žå¾…‹¹‹ç”µ‹¹ä¹‹é—´çš„关系åQ?  
  B 是磁通量密度åQ?r是罗氏环的半径,u0是磁常数åQŒic是待‹¹‹ç”µ‹¹ã€?   å›?2 无磁芯罗氏线圈原理图     ç”׃ºŽ¾|—氏¾U¿åœˆçš„内部没有铁¼‚ææ–™ï¼Œ¾U¿åœˆä¸èƒ½è¢«é©±åŠ¨åˆ°é¥±å’ŒåQŒå› è€Œæ˜¯ä¸€¿Uçº¿æ€§å™¨ä»¶ã€?     Rogowski¾U¿åœˆä¸ä»…能校准较低的甉|µåQŒåƈ且能在电‹¹éžå¸”R«˜çš„情况下使用。这也进一步降低了操作的难度和校准高电‹¹çš„成本ã€?     不过åQŒè¯¥æ–¹å¼ä¹Ÿæœ‰¾~ºç‚¹åQšå¾…‹¹‹ç”µ‹¹ä¸åœ¨çº¿åœˆä¸­å¿ƒæ—¶åQŒä»¥ä¸ŠåŽŸç†ä¾æ—§èƒ½å¤Ÿæ­£å¸¸å·¥ä½œï¼Œåªæ˜¯ä¼šäñ”生一定的误差ã€?  
  å›?3 ‹¹‹é‡è¯¯å·®ä¸Žå¾…‹¹‹ç”µ‹¹ä½¾|®çš„关系     åQ?åQ‰å˜åŽ‹å™¨‹¹‹é‡     相对于罗氏线圈,甉|µå˜åŽ‹å™¨æµ‹é‡æœ€å¤§çš„优势是输出端电压与待‹¹‹ç”µ‹¹æˆæ­£æ¯”例关¾p»ï¼›åŒæ—¶å¾…测量线圈的位置变化å¯ÒŽµ‹é‡ç²¾åº¦çš„影响得到了抑制。测量的输出信号可以无需攑֤§å™¨æ”¾å¤§è€Œç›´æŽ¥ä‹É用模数变换器采样ã€?     三、磁效应     ¼‚ä¼ æ„Ÿå™¨æ˜¯æŠŠ¼‚åœºã€ç”µ‹¹ã€åº”力应变、温度、光½{‰å¤–界因素引èµäh•æ„Ÿå…ƒä»¶ç£æ€§èƒ½å˜åŒ–转换成电信号åQŒä»¥˜q™ç§æ–¹å¼æ¥æ£€‹¹‹ç›¸åº”物理量的器件ã€?     其被òq¿æ³›ç”¨äºŽçŽîC»£å·¥ä¸šå’Œç”µå­äñ”品中以感应磁场强度来‹¹‹é‡ç”‰|µã€ä½¾|®ã€æ–¹å‘等物理参数。在现有技术中åQŒæœ‰è®¸å¤šä¸åŒ¾cÕdž‹çš„传感器用于‹¹‹é‡¼‚åœºå’Œå…¶ä»–参数ã€?     åQ?åQ‰éœž®”电‹¹ä¼ æ„Ÿå™¨     霍尔效应åQˆHall effectåQ‰æ˜¯æŒ‡å½“å›ÞZ½“å¯ég½“åQˆæˆ–者半å¯ég½“åQ‰æ”¾¾|®åœ¨ä¸€ä¸ªç£åœºå†…åQŒä¸”有电‹¹é€šè¿‡æ—Óž¼Œå¯ég½“内的电荷载子受到‹z›äëu兹力而偏向一边,¾l§è€Œäñ”生电压(霍尔电压åQ‰çš„现象ã€?     式中nq为电荷密度,d为导体的厚度ã€?     Hall器äšg是一¿Ué‡‡ç”¨åŠå¯ég½“材料制成的磁电è{换器件。如果在输入端通入控制甉|µåQŒå½“有一¼‚åœºB½I¿è¿‡è¯¥å™¨ä»¶æ„Ÿ¼‚é¢åQŒåˆ™åœ¨è¾“出端出现霍尔电势。       通过‹¹‹é‡éœå°”电势的大ž®é—´æŽ¥æµ‹é‡è²‹¹å¯¼ä½“电‹¹çš„大小。因此,甉|µä¼ æ„Ÿå™¨ç»˜q‡äº†ç”µï¼¼‚ï¼ç”늚„¾lç¼˜éš”离转换ã€?  

å›?4 霍尔甉|µä¼ æ„Ÿå™¨åŸºæœ¬åŽŸç†å›¾     åQ?åQ‰ç£é€šé—¨ç”‰|µä¼ æ„Ÿå™?     ¼‚é€šé—¨ç”‰|µä¼ æ„Ÿå™¨å…·æœ‰è¶…高的‹¹‹é‡¾_‘Öº¦å’Œè‰¯å¥½çš„温度½E›_®šæ€§ã€‚但是其å®ÒŽ˜“受到‹È€åŠ±æºå¸¦æ¥çš„外界磁场的òq²æ‰°ã€‚Guillermo½{‰äh采用‹È€åŠÞq»•¾l„差分的形式åQŒä»Žè€Œå‡ž®æ¿€åŠ±æºå¸¦æ¥çš„外界磁场的òq²æ‰°ã€‚由于变压器效应åQŒé«˜é¢‘激励源会耦合到反馈绕¾l„中对传感器产生噪声òq²æ‰°ã€‚äؓ了降低内外部¼‚åœºé€ æˆçš„干扎ͼŒä¼ æ„Ÿå™¨å¯ä»¥ä‹É用额外的¼‚èŠ¯å’Œé¢å¤–çš„¾U¿åœˆã€?  

å›?5 ¼‚é€šé—¨ä¼ æ„Ÿå™¨åŸºæœ¬åŽŸç?/strong>     基本¼‚é€šé—¨ä¼ æ„Ÿå™¨ï¼Œä¿¡å·¾U¿åœˆåœ?P 端输出的电压信号如下åQ?     åQ?åQ‰å·¨¼‚é˜»ä¼ æ„Ÿå™?     åŸÞZºŽå·¨ç£é˜ÀL•ˆåº”的传感器其感应材料主要有三层:卛_‚考层åQˆReference Layer或Pinned LayeråQ‰ï¼Œæ™®é€šå±‚åQˆNormal LayeråQ‰å’Œè‡ªç”±å±‚(Free LayeråQ‰ã€?     GMR传感器基于巨¼‚ç”µé˜ÀL•ˆåº”,卛_œ¨å¤–磁场的作用下传感器电阻会发生的变化。当¼‚åœºæ­£å‘为零æ—Óž¼Œ¼‚é˜»ææ–™çš„电é˜ÀLœ€å¤§ï¼›åœ¨ç£åœºæ­£å‘或负向增大æ—Óž¼Œ¼‚é˜»ææ–™çš„电阻都减小ã€?     从巨¼‚ç”µé˜»GMR被发çŽîC»¥æ¥ï¼Œå„应用已处于开发及实用化阶ŒDµï¼Œå…‰™¦–先在¼‹¬ç›˜¼‚å¤´ä¸ŠæˆåŠŸå®žçŽ°å•†å“åŒ–åQŒé™¤ç›´æŽ¥‹¹‹é‡¼‚åœºå¤–,在电‹¹ã€ä½¿U…R€çº¿é€Ÿåº¦å’ŒåŠ é€Ÿåº¦½{‰ç‰©ç†é‡çš„测量也得到应用ã€?  

å›?6  巨磁é˜ÖM¼ æ„Ÿå™¨¾l“æž„
    巨磁é˜È”µ‹¹ä¼ æ„Ÿå™¨å…ähœ‰òq‰K˜”的应用前景。其与传¾lŸç”µ¼‚å¼ç”‰|µäº’感器相比,能够‹¹‹é‡ç›´æµåˆ°é«˜é¢?MHz量çñ”)的电‹¹ä¿¡åøP¼Œž®¤å…¶æ˜¯å®ƒèƒ½å¤Ÿ‹¹‹é‡ç›´æµç”‰|µåQŒè¿™å¯¹äºŽç›´æµè¾“电¾pȝ»Ÿä¸­æ¢‹¹ç«™ä¸­ç›´‹¹çš„监测极äؓ有利ã€?     四、结è¯?/strong>     不同方式的测量性能各有优缺点,除了甉|µå˜åŽ‹å™¨å’Œ¾|—氏¾U¿åœˆæ— æ³•ç›´æŽ¥‹¹‹é‡ç›´æµç”‰|µä¹‹å¤–åQŒå…¶ä»–测量方法都能够‹¹‹é‡ç›´æµç”‰|µåQ›Trace 电阻和电感电é˜ÀLµ‹é‡ç”µ‹¹çš„æ–ÒŽ³•òq¶æœªåœ¨æµ‹é‡ç”µè·¯ç›´æŽ¥æŽ¥å…¥åˆ†‹¹ç”µé˜»ï¼Œå› æ­¤å¯¹å¾…‹¹‹é‡ç”µèµ\的媄响相对较ž®ï¼›¼‚é€šé—¨æ˜¯ç›®å‰æµ‹é‡ç²¾åº¦æœ€é«˜çš„‹¹‹é‡æŠ€æœ¯ï¼Œä¸”提供电气隔¼›Õd’Œä½Žèƒ½é‡æŸå¤Þq­‰ä¸€äº›ä¼˜ç‚V€?
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