电流传感器的分类

1 / 2 HH6.1 传感器及其工作原理

一. 传感器的原理 传感器是这样一类元件：它能够感受力、温度、光、声、化学成分等非电学量,并能把它们转换成电学量〔电压、电流等〕,或转换为电路的通断.这样就可以更方便地进行传输、测量、处理了.

二. 传感器的分类

1. 光电传感器—光敏电阻 半导体,光照越强,电阻越小.

2. 温度传感器—热敏电阻和金属热电阻.

〔1〕热敏电阻： 半导体,温度越高,电阻越小.

〔2〕金属热电阻： 金属,温度越高,电阻越大.

3. 电容式位移传感器 位移转换成电容器电容的变化.

4. 霍尔元件 把磁学量转换成电学量

〔1〕霍尔电压：矩形半导体薄片,通电流I,垂直方向加磁场B,那么在两侧出现电压HIBUkd.

k—霍尔系数. 与薄片材料有关； d—霍尔元件厚度

〔2〕原理： 载流子运动,受洛伦兹力作用,在两侧累积电荷,形成电压.

〔3〕霍尔元件〔磁敏元件〕：HU与B成正比.把B转换成电压信号.

三． 例题分析

例1. 如图所示,1R,2R为定值电阻,L为小灯泡,3R为光敏电阻,当照射光强度增大时〔 〕

A. 电压表的示数增大 B. 2R中电流减小

C. 小灯泡的功率增大 D. 电路的路端电压增大

例2. 如图所示,1R为定值电阻,2R为负温度系数的热敏电阻,L为小灯泡,当温度降低时〔 〕

A. 1R

C. 小灯泡的亮度变强 D. 小灯泡的亮度变弱

例3. 传感器是一种采集信息的重要器件.如图所示是一种测定压力的电容式传感器.当待测压力F作用于可动膜片电极时,可使膜片产生形变,引起电容的变化,将电容器、灵敏电流计和电源串联成闭合电路,那么〔 〕

A、 当F向上压膜片电极时,电容将减小

B、 当F向上压膜片电极时,电容将增大

C、 若电流计有示数,那么压力F发生变化

D、 若电流计有示数,那么压力F不发生变化

例4. 图是霍尔元件的工作原理示意图,用d表示薄片的厚度,k为霍尔系数,对于一个霍尔元件d、k为定值,如果保持I恒定,那么可以验证UH随B的变化情况.以下说法中正确的是〔 〕

据我的了解没有电流传感器和电压传感器的说明，只能说传感器的输出形式是电流还是电压，传感器把模拟信号（如压力）转换成对应的数字信号（电压或电流），我们通过读取这些数字电信号，根据对应关系确定当前的压力。如0－35MPa的压力对应4－20MA的电流或0－35MPa的压力对应1－5V的电压。

在单片机控制的许多应用场合,都要使用变送器来将单片机不能直接测量的信号转换成单片机可以处理的电模拟信号，如电流变送器,压力变送器、温度变送器、流量变送器等。早期的变送器大多为电压输出型，即将测量信号转换为0-5V电压输出，这是运放直接输出,信号功率<0.05W,通过模拟/数字转换电路转换数字信号供单片机读取、控制。

但在信号需要远距离传输或使用环境中电网干扰较大的场合，电压输出型传感器的使用受到了极大限制，暴露了抗干扰能力较差,线路损耗破坏了精度等等等缺点，而两线制电流输出型变送器以其具有极高的抗干扰能力得到了广泛应用。

电压输出型变送器抗干扰能力极差，线路损耗的破坏,谈不上精度有多高,有时输出的直流电压上还叠加有交流成分，使单片机产生误判断，控制出现错误，严重时还会损坏设备，输出0－5V优良不能远传，远传后线路压降大，**度大打折扣。现在很多的ADC,PLC,DCS的输入信号端口都作成两线制电流输出型变送器4-20mA的,证明了电压输出型变送器被淘汰的必然趋势。

霍尔电流电压传感器与普通互感器相比有着下面的特点：

1. 测量范围广：它可以测量任意波形的电流和电压，如直流、交流、脉冲、三角波形等，甚至对瞬态峰值电流、电压信号也能忠实地进行反映；

2. 响应速度快：最快者响应时间只为1us。

3. 测量精度高：其测量精度优于1%，该精度适合于对任何波形的测量。普通互感器是感性元件，接入后影响被测信号波形，其一般精度为3%~5%，且只适合于50Hz 正弦波形

开关电源、保险丝。

4. 线性度好：优于0.2%

霍尔电流传感器的工作原理和测量方法及应用的详细

资料介绍

 霍尔器件是一种采用半导体材料制成的磁电转换器件，霍尔电流传感器包

括开环式和闭环式两种，高精度的霍尔电流传感器大多属于闭环式，闭环式

霍尔电流传感器基于磁平衡式霍尔原理，即闭环原理。今天小编就来为大家

介绍一下霍尔电流传感器工作原理、测量方法及应用。 

 霍尔电流传感器工作原理

 1、直放式(开环)电流传感器(CS系列)

 图1.开环霍尔电流传感器原理

 当原边电流IP流过一根长导线时，在导线周围将产生一磁场，这一磁场

的大小与流过导线的电流成正比，产生的磁场聚集在磁环内，通过磁环气隙

中霍尔元件进行测量并放大输出，其输出电压VS精确的反映原边电流IP。

一般的额定输出标定为4V。 

 2、磁平衡式(闭环)电流传感器(CSM系列)

绪论

一、传感器的定义、组成、分类、发展趋势

能够感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件构成。

如果传感器信号经信号调理后，输出信号为规定的标准信号（0~10mA,4~20mA;0~2V,1~5V;…），通常称为变送器，

分类：

按照工作原理分，可分为：物理型、化学型与生物型三大类。物理型传感器又可分为物性型传感器和结构型传感器。

按照输入量信息：

按照应用范围：

传感器技术: 是关于传感器的研究、设计、试制、生产、检测和应用的综合技术.

发展趋势: 一是开展基础研究，探索新理论，发现新现象，开发传感器的新材料和新工艺；二是实现传感器的集成化、多功能化与智能化。

1．发现新现象；

2．发明新材料；

3．采用微细加工技术；

4．智能传感器；

5．多功能传感器；

6．仿生传感器。

二、信息技术的三大支柱

现在信息科学（技术）的三大支柱是信息的采集、传输与处理技术，即传感器技术、通信技术和计算机技术。

课后习题

1、什么叫传感器，它由哪几部分组成？它们的作用与相互关系？

传感器(transducer/sensor)：能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置（国标GB7665—2005）。通常由敏感元件和转换元件组成。

敏感元件：指传感器中能直接感受或响应被测量并输出与被测量成确定关系的其他量(一般为非电量)部分。

转换元件：指传感器中能将敏感元件感受或响应的被测量转换成适于传输或测量的可用输出信号(一般为电信号)部分。

信号调理电路(Transduction circuit) ：由于传感器输出电信号一般较微弱，而且存在非线性和各种误差，为了便于信号处理，需配以适当的信号调理电路，将传感器输出电信号转换成便于传输、处理、显示、记录和控制的有用信号。

第一章 传感器的一般特性

1. 传感器的基本特性

动态特性 静态特性