超高精度電流傳感器是如何實現(xiàn)的？

電流傳感器可分為接觸式和非接觸式，接觸式的比如分流器，缺點是不隔離，現(xiàn)代工業(yè)應用，不隔離意味著不可測量。而非接觸的電流傳感器，通常采用磁敏元件測量由電流產(chǎn)生的磁場，進而導出被測電流大小來。

在測量磁場的各種元器件中，霍爾元件不夠敏感（Sensitivity），而且由于霍爾器件的安裝位置是在磁芯氣隙中，需要斷開磁芯，因而靈敏度和解析度更大大降低。磁阻效應比較敏感，但通常也需要破壞磁芯的原有結(jié)構(gòu)，導致和霍爾電流傳感器類似的狀況，比如漏磁、抗干擾性差，精度較低等問題。

在眾多磁敏元件中，磁通門原理由于其完整的磁芯結(jié)構(gòu)，不存在磁芯的切口，無氣隙，因而抗干擾能力強，其敏感性也遠高于霍爾效應。應用磁通門原理，可以制作成兩種結(jié)構(gòu)形式的電流傳感器，一種是開環(huán)原理的磁通門電流傳感器（比如柏艾斯的FDIB-C16-H系列電池充放電專用電流傳感器），一種是閉環(huán)原理的磁通門電流傳感器。兩種結(jié)構(gòu)的傳感器，由于采用了磁通門原理，其敏感性都很高，可以測量微小的電流。所不同的是，閉環(huán)磁通門電流傳感器具有反饋結(jié)構(gòu)，使磁芯中的磁感應強度始終為零，因此具有很快的反應時間，這一點與閉環(huán)霍爾電流傳感器類似。

（霍爾閉環(huán)電流傳感器原理圖，磁芯有氣隙，位置誤差大，抗干擾能力差，精度低）

（閉環(huán)磁通門電流傳感器原理，完整磁芯，無漏磁，抗干擾能力強，敏感性高，精度高）

為了實現(xiàn)更高的精度，柏艾斯的HPIT系列更是采用了多磁芯的嵌套結(jié)構(gòu)，消除磁芯間的耦合干擾，并采用了閉環(huán)零磁通反饋原理，使得電流傳感器的零點失調(diào)值在1uA左右，甚至更低，而精度也達到了前所未有的PPM級超高精度。值得一提的是，柏艾斯的HPIT系列高精度電流傳感器，其精度不僅僅是額定值的精度，在很小的電流的情況下（比如1/10，1/100額定值），依然保持著很高的精度。且由于磁芯材料以及結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，以及閉環(huán)零磁通反饋結(jié)構(gòu)的采用，使得HPIT系列電流傳感器的溫漂和時漂極低，近乎為零。

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