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フラックスゲート電流センサーとは何ですか?どのように機能するのでしょうか?

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フラックスゲート電流センサーとは何ですか?フラックスゲートセンサーの動作原理

正と負の励磁電流の作用下で、飽和しやすい磁気コアを使用して、励磁電流の大きさに応じて磁気コアのインダクタンスが変化し、磁気コアの磁束が連続的に変化します。

フラックスゲート電流センサは、交流磁界の飽和励磁下での測定磁界における高透磁率コアの磁気誘導強度と磁界強度との非線形関係を利用して、弱い磁界を測定します。この物理現象は、測定された周囲磁場への「ゲート」であるように見えます。この「ゲート」を通じて、対応する磁束が変調され、誘導起電力が発生します。この現象は、電流を測定する目的を間接的に達成するために、電流によって生成される磁界を測定するために使用されます。

フラックスゲート電流センサーの動作原理-hangzhi

フラックスゲート センサー動作の基本原理

 

磁気回路において、磁束ゼロに等しい磁界を検出するには、2次コイルを必要な電流で励磁する必要があります。磁束ゼロの環境では、センサーの電流は二次コイルを介して強化され、測定された一次電流に比例することが確認されます。 。 Ip=Ns．強磁性コアと補助コイルは飽和インダクタを形成します。磁束がゼロの場合、センサーの磁気回路の検出はインダクターのインダクタンスの変化に基づいて行われます。

フラックスゲート電流センサーの動作原理-hangzhi 2

フラックスゲートトランスデューサ技術はどのように進化するのでしょうか?

1960 年代後半から 1970 年代前半にかけて、フラックスゲート技術は DC 電流測定の精度において大きな進歩を遂げました。基本原理は、鉄心のバランス巻線を流れる既知の電流によって発生する起磁力と、測定電流によって発生する起磁力のバランスをとり、測定電流の大きさを決定することです。

フラックスゲートコア

フラックスゲート電流センサーの原理構造を右図に示します。

A は高透過性材料のコアです。 W1 と W2 は比例巻線です。 I1 と I2 は、それぞれ W1 と W2 の DC 電流を持つ 2 つの独立した電源によって供給されます。 Φ1 とΦ1 はそれぞれ比例巻線 W1 と W2 によって生成されます。 Rm は磁気抵抗です。

 

電磁誘導の法則によれば、フラックスゲート電流センサーの場合、センサーに電流が流れる限り、誘導磁界が存在するはずであり、誘導磁界はセンサーを通過する電流に対してほぼ線形になります。誘導磁場を正確に測定できる限り。外部電流の大きさと方向は間接的に測定できます。さらに、綿密な研究により、フラックスゲート電流センサーが外部 DC 電流によって生成された周囲磁場を偶数高調波誘導起電力に変調した後、偶数高調波成分だけでなく、高調波成分とほぼ線形の関係があることがわかりました。偶数高調波成分の平均値は、特定の範囲内の外部 DC 電流とほぼ線形の関係を持ちます。

Hangzhi の伝統的なフラックス ゲート トランスデューサ技術に基づくイノベーション

既存のフラックスゲート電流センサは、構造が複雑でコストが高く、広帯域な電流検出が実現できないなどの問題があり、普及には一定の限界がありました。長年にわたる入念な研究を経て、 深セン杭志精密 同社は多点ゼロ磁束技術を発明し、IEEE Web サイトで公開されました。 https://ieeexplore.ieee.org/document/8601521 励磁磁束、直流磁束、交流磁束、高周波磁束のゼロ磁束クローズドループ制御により、直流電流と高周波電流の制御を実現しました。交流電流を正確に検出できるとともに、センサの電流検出精度が向上し、センサの製造コストが削減されます。

励磁モジュール、励磁磁束閉ループ制御モジュール、多磁束閉ループ制御モジュールを含む、多点ゼロ磁束技術制御システム。

多点フラックスゲート図

被試験回路内の電流 Id により、直流磁束、交流磁束、高周波磁束が発生します。励磁発振器は、予め設定された周波数の交流電圧信号を励磁部に出力し、励磁部を励磁して励磁磁束を発生させる。励磁磁束は、被測定電流Ｉｄによって発生する直流磁束を検出し、直流磁束に応じた直流磁束信号を出力する。

被試験回路内の電流 Id により、直流磁束、交流磁束、高周波磁束が発生します。励磁発振器は、予め設定された周波数の交流電圧信号を励磁部に出力し、励磁部を励磁して励磁磁束を発生させる。励磁磁束は、被測定電流Ｉｄによって発生する直流磁束を検出し、直流磁束に応じた直流磁束信号を出力する。

完全版について詳しくはこちら 電流変換器 ガイド。 

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