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上图是可以测量交流电流和直流电流的霍尔器件型电流传感器的电路图。由于被测电流的频率上限为lOOkHz.所以用频率特性好的OP279作差动放大。反馈线圈是用绝缘铜线绕在铁芯上构成的,必然存在电阻和电感。要想在反馈线圈中流过数值相同的电流,加在反馈线圈两端的电压VL是随频率变化的.频率越高反馈线圈的感抗也越大,所以伺服方式的电流传感器能正常工作的频率范围仅局限于低频。
在高频时为了能够测量交流电流的大小,必须将反馈线圈改做次级绕组使用,不再工作于伺服方式。下图是此时的输出电压的频率特性。由图可以看出工作于直流电流传感器和工作于交流电流传感器时的输出电压是不一样的,呈阶梯状。其原因是铁芯存在有缝隙,对于交流电流传感器来说变换损失增加。在频率低时变换损失可以通过伺服来加以抵消.但在高频时电路中不再有伺服,变换损失的存在就会造成频率特性呈阶梯状。
为了解决这一问题.特意将铁芯设计成右图形式。整个铁芯由两部分组成.其中的一个铁芯仍留有缝隙,另一个铁芯是交流电流传感器用的没有缝隙的铁芯。次级绕组也就是反馈线圈是同时绕在两个铁芯上的,在两个铁芯之间留有数毫米宽的间隙。由于交流电流传感器的铁芯不再存在缝隙,所以频率特性不再呈阶梯状,基本上是平坦的,在O_lOOkHz的范围内只有±ldB的偏差。
只需将前面制作有缝隙铁芯的坡英合金片交错地叠在一起就可以制作出没有缝隙的铁芯。
下图是该交直流电流传感器的输入电流一输出电压的特性。为了防止在电流很大时特性出现弯曲,可以适当加粗反馈线圈的导线直径并减少匝数。