服務時間：平日8:00-17:00

產品應用・用途

Application

電流感測器(Current sensor)的種類及測量原理

此篇文章將針對市電50Hz、60Hz系統的電力品質及功率管理測量用的電流感測器進行說明。
電流感測器的基本技術是CT (Current transformer) ，其電流檢測方式可分為繞線型、霍爾元件型、羅氏線圈型。各類型的特徵不同，請根據目的來選擇適合的電流感測器。
近年來，由於再生能源投入實際運用，直流電流的測量比起以往更加被重視，因此霍爾元件型的電流感測器的市場需求也逐漸增加。

電流感測器的測量原理（一般測量用）

1.繞線型（AC）的測量原理

繞線型的電流感測器，是測量交流（AC）電流的基本款。

・流經被測導體（一次側）的交流電流（I）產生磁通（Φ），而為了抵銷這個一次磁通，二次電流的磁通（Φ’）會被誘導至二次線圈（N）（這是由自感產生的反電動勢所致）。
・此二次電流流經分流電阻（r），並在分流電阻的兩端產生電壓（Vout）。
・此輸出電壓與流經被測導體的測量電流成正比(Vout = r/N * I )。

2. 霍爾元件型（DC/AC）的測量原理

霍爾元件型的電流感測器，是測量直流（DC）或交流（AC）電流的基本款。

・流經被測導體（一次側）的電流在磁芯內產生磁通（Φ），該磁通穿過插入磁芯氣隙中的霍爾元件，進而利用霍爾效應產生與磁通相對應的霍爾電壓。
・由於霍爾效應產生的電壓很小，因此在輸出之前會先透過放大器進行放大。
・此輸出電壓與測量電流成正比。

3. 羅氏線圈型（AC）的測量原理

基於羅氏線圈（Rogowski coil）原理的電流感測器具有柔性設計特性，並且由於其空心線圈結構，而能夠抵抗磁飽和並保持線性，因此可適合用於大電流的測量。

・當流經被測導體（一次側）的交流電所產生的磁場與空心線圈發生磁鏈耦合時，線圈中便會產生感應電壓。
・此感應電壓會作為被測電流的時間導數（di/dt）輸出。
・此外，透過將訊號送入積分器，可獲得與被測電流成正比的輸出電壓。

一般電流感測器的特徵與用途

繞線型（AC）

特徵：

・不須電源（電流檢測部分）
・交流（AC）專用，無法測量直流（DC）

應用：

・50 Hz/60 Hz系統用勾式功率計（電力計）、勾表（通用型）
・可使用在諸多產業的節能管理等，進行市電頻率的電流及功率的監測

霍爾元件型（DC/AC）

特徵：

・可測量直流（DC）及交流（～數kHz）。
・由於霍爾元件的直線性及磁芯的B-H特性影響，其精度通常較差。
・受霍爾元件特性影響，容易因為溫度和老化等原因引起飄移，並不適合長期量測。

應用：

・DC、50 Hz/60 Hz 功率計用（通用）
・汽車、卡車、巴士、堆高機等運輸設備的電池輸出監測。
・電力供給設備的定期檢查、各產業用途之電力品質監測及消耗功率的掌握。

羅氏線圈型（AC）

特徵：

・由於沒有磁芯，可以在不發生磁飽和的情況下測量大電流。
・不會因磁損耗而產生發熱、飽和或磁滯現象（頻率降額帶來的影響微乎其微）。
・由於感測器單元採用空心線圈，因此外型又薄又柔軟，可靈活變化。
・插入阻抗較低（對測量電路的影響較少）。
・僅能測量交流（AC），無法測量直流（DC）。
・易受到雜訊干擾，不適合高精度測量。