What is fluxgate Current Sensor? Working principle of fluxgate sensor

Unter der Wirkung von positivem und negativem Erregerstrom wird der leicht zu sättigende Magnetkern dazu verwendet, die Induktivität des Magnetkerns mit der Größe des Erregerstroms zu ändern, so dass sich der magnetische Fluss des Magnetkerns kontinuierlich ändert.

Der Fluxgate-Stromsensor uses the non-linear relationship between the magnetic induction intensity and the magnetic field intensity of the high magnetic permeability core in the measured magnetic field under the saturation excitation of the alternating magnetic field to measure the weak magnetic field. This physical phenomenon seems to be a “gate” to the measured ambient magnetic field. Through this “gate”, the corresponding magnetic flux is modulated and an induced electromotive force is generated. This phenomenon is used to measure the magnetic field generated by the current, so as to indirectly achieve the purpose of measuring the current.

Grundprinzipien des Fluxgate-Sensorbetriebs

Um im Magnetkreis ein Magnetfeld zu erkennen, das dem magnetischen Fluss Null entspricht, muss die Sekundärspule mit dem erforderlichen Strom erregt werden. In einer Umgebung ohne magnetischen Fluss wird der Strom des Sensors durch die Sekundärspule verstärkt, was nachweislich proportional zum gemessenen Primärstrom ist. . Ip=Ns． Der ferromagnetische Is-Kern und die Hilfsspule bilden einen gesättigten Induktor. Bei einem magnetischen Fluss von Null basiert die Erkennung des Magnetkreises des Sensors auf der Änderung der Induktivität des Induktors.

Wie entwickelt sich die Flux-Gate-Wandlertechnologie?

In den späten 1960er bis frühen 1970er Jahren erzielte die Fluxgate-Technologie einen großen Durchbruch in der Genauigkeit der Gleichstrommessung. Das Grundprinzip besteht darin, die magnetomotorische Kraft, die durch den bekannten Strom durch die Ausgleichswicklung im Eisenkern erzeugt wird, und die magnetomotorische Kraft, die durch den gemessenen Strom erzeugt wird, auszugleichen, um die Größe des gemessenen Stroms zu bestimmen.

Der prinzipielle Aufbau des Fluxgate-Stromsensors ist in der Abbildung rechts dargestellt.

A ist ein hochpermeabler Materialkern; W1 und W2 sind Proportionalwicklungen; I1 und I2 werden von zwei unabhängigen Stromquellen mit Gleichströmen von W1 bzw. W2 versorgt; Φ1 und Φ1 werden durch die Proportionalwicklungen W1 bzw. W2 erzeugt. Der magnetische Fluss; Rm ist der magnetische Widerstand.

Gemäß dem Gesetz der elektromagnetischen Induktion muss bei Fluxgate-Stromsensoren ein induziertes Magnetfeld vorhanden sein, solange ein Strom durch den Sensor fließt, und das induzierte Magnetfeld ist ungefähr linear mit dem durch den Sensor fließenden Strom solange das induzierte Magnetfeld genau gemessen werden kann. Größe und Richtung des externen Stroms können indirekt gemessen werden. Darüber hinaus wurde durch eingehende Forschung festgestellt, dass, nachdem der Fluxgate-Stromsensor das durch den externen Gleichstrom erzeugte Umgebungsmagnetfeld in eine induzierte elektromotorische Kraft mit geraden Harmonischen moduliert hat, nicht nur der Gehalt an geraden Harmonischen eine annähernd lineare Beziehung zu der hat externer Gleichstrom innerhalb eines bestimmten Bereichs, sondern auch Der Durchschnittswert des Gehalts an geradzahligen Harmonischen weist innerhalb eines bestimmten Bereichs eine annähernd lineare Beziehung zum externen Gleichstrom auf.

Hangzhis Innovation basiert auf der traditionellen Flux-Gate-Wandlertechnologie

Bestehende Fluxgate-Stromsensoren haben die Probleme einer komplexen Struktur, hoher Kosten und der Unfähigkeit, eine breitbandige Stromerkennung zu realisieren, was ihre Popularisierung bis zu einem gewissen Grad einschränkt. Nach Jahren sorgfältiger Recherche Shenzhen Hangzhi Präzision Das Unternehmen hat die Multi-Point-Null-Magnetfluss-Technologie erfunden, veröffentlicht auf der IEEE-Website: https://ieeexplore.ieee.org/document/8601521 .Durch die Null-Magnetfluss-Regelung des Erregungsmagnetflusses, des Gleichstrom-Magnetflusses, des Wechselstrom-Magnetflusses und des Hochfrequenz-Magnetflusses wurde die Steuerung von Gleichstrom und Hochfrequenzstrom realisiert. Neben der präzisen Erkennung von Wechselstrom wird auch die Stromerkennungsgenauigkeit des Sensors verbessert und die Produktionskosten des Sensors gesenkt.

Mehrpunkt-Null-Magnetfluss-Technologie-Steuerungssystem, einschließlich Erregermodul, Erregermagnetfluss-Regelmodul und Mehrfluss-Regelmodul.

Der Strom Id im zu prüfenden Stromkreis erzeugt einen Gleichstrom-Magnetfluss, einen Wechselstrom-Magnetfluss und einen Hochfrequenz-Magnetfluss. Der Anregungsoszillator gibt ein Wechselspannungssignal einer voreingestellten Frequenz an die Anregungseinheit aus, um die Anregungseinheit anzuregen, um einen magnetischen Anregungsfluss zu erzeugen. Der Erregermagnetfluss erfasst den durch den zu messenden Strom Id erzeugten Gleichstrommagnetfluss und gibt ein Gleichstrommagnetflusssignal aus, das dem Gleichstrommagnetfluss entspricht.

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