電流傳感器是一種電流檢測裝置，可以檢測被測電流的信息，按比例換算成符合標準的電壓或電流信號，以滿足信息的傳遞、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。本章對于電流傳感器不同種類做簡單介紹，同時給出精度計算公式，供工程設計參考。

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電流傳感器

分流器：

即高精度電阻，作為常見的電流檢測元件，具有精度高，線性度好以及溫度穩定性高的優點，常用于小電流直流應用，對于交流應用需要與線性光耦搭配使用。分流器由于直接串聯于電路當中，具有插入損耗與發熱問題，因此大電流應用常采用非插入型產品方案。

電流互感器：

利用原副邊匝比不同來進行電流信號縮放，只能作為交流信號的檢測，具有成本低，精度高，結構簡單等優點。

霍爾電流傳感器：

霍爾效應是運動的帶電粒子在磁場中受洛侖磁力作用引起的偏轉，這種偏轉導致在垂直電流和磁場的方向上產生正負電荷的積聚，從而形成橫向電場，將該電場進行信號放大處理即轉換為滿足標準的輸出所需信號。因此利用霍爾效應可以實現非接觸式電流檢測，具有無插入損耗、隔離式、檢測精度高、結構電路簡單等優點。

開環電流傳感器：

將原邊電流產生的電磁信號轉化為電壓信號，通過放大器輸出，有貼片式產品作為小電流檢測，也有模塊式作為大電流檢測。

閉環電流傳感器：

在磁芯上饒副邊線圈，在原邊有電流流過時，副邊線路電流產生的補償磁通與原邊電流Ip產生的磁通大小相等，方向相反，使得磁芯中磁通總量為零。霍爾器件和輔助電路產生的副邊補償電流準確反映了原邊電流的大小，原副邊電流大小為線圈匝比關系。

閉環電流傳感器具有精度高、線性度好、磁失調小、動態性能好等優點，成本相對較高，功率損耗大。

磁通門電流傳感器：

與霍爾電流傳感器類似，都是通過檢測氣隙中磁通大小來檢測電流信號，只是氣隙中感應元件變為磁通門探頭。

如下為幾種常用電流傳感器對比：

磁阻電流傳感器：

磁阻技術的發展，使得電流傳感器感應元件得到了進一步擴充，其中各向異性磁阻(AMR)、巨磁阻(GMR)以及隧道磁阻(TMR)技術的發展使得電流傳感器實現更高精度、更好溫度穩定性以及更高帶寬，目前成品主要為貼片式電流檢測產品。

物質在一定磁場下電阻改變的現象，稱為“磁阻效應”，磁性金屬和合金材料一般都有這種磁電阻現象，通常情況下，物質的電阻率在磁場中僅產生輕微的減小；在某種條件下，電阻率減小的幅度相當大，比通常磁性金屬與合金材料的磁電阻值約高10余倍，稱為“巨磁阻效應”（GMR）。

隨著GMR效應研究的深入，TMR效應開始引起人們的重視。盡管金屬多層膜可以產生很高的GMR值，但強的反鐵磁耦合效應導致飽和場很高，磁場靈敏度很小，從而限制了GMR效應的實際應用。磁隧道結（MTJ s）中兩鐵磁層間不存在或基本不存在層間耦合，只需要一個很小的外磁場即可將其中一個鐵磁層的磁化方向反向，從而實現隧穿電阻的巨大變化，故MTJs較金屬多層膜具有高得多的磁場靈敏度。同時，MTJs這種結構本身電阻率很高、能耗小、性能穩定。因此，MTJs無論是作為讀出磁頭、各類傳感器，還是作為磁隨機存儲器(MRAM)，都具有無與倫比的優點，其應用前景十分看好，引起世界各研究小組的高度重視。

精度計算：

電流傳感器最核心的參數即電流檢測精度，電流精度主要考慮線性度、零點以及零點溫漂，閉環產品增加一個增益誤差。

開環產品精度計算：

閉環產品精度計算：

通常規格書給出的為額定電流下所對應的精度，所有誤差的算法，其中分母為當前測試電流所對應的值，因此以線性誤差為例，額定電流100A的電流傳感器，其線性誤差為1%，在實際電流10A時，其線性誤差達到了10%（1%*100/10），同理零點誤差與零點漂移誤差也隨之增大。電流傳感器的精度計算是選型的核心參數，極限工況下的誤差計算才是產品穩定性與一致性的重要依據。

電流傳感器的小電流精度才是真正考驗傳感器的地方，因此為了滿足不同電流的精度需求，目前市面上有雙量程輸出的電流傳感器，以及霍爾電流傳感器與分流器組合方式，其中霍爾負責大電流，分流器負責小電流。磁阻技術的引入也增加了高精度需求的可選項。