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電流傳感器的應用場景

 磁傳感器是傳感器產(chǎn)業(yè)的重要分支,在當今的物聯(lián)網(wǎng)時代,其應用領(lǐng)域有著巨大的市場,而在工業(yè)應用領(lǐng)域,最流行的磁性傳感器類型是電流傳感器,包括分流電阻器、霍爾效應集成電路、電流感應變壓器、開環(huán)與閉環(huán)霍爾器件以及磁通門傳感器。



一、電機

在無刷電動機中,用磁傳感器來作轉(zhuǎn)子磁極位置傳感和定子電樞電流換向器,磁傳感器中,霍爾器件、威根德器件、磁阻器件等都可以使用,但主要還是以霍爾傳感器為主。另外磁傳感器還可以對電機進行過載保護及轉(zhuǎn)矩檢測;

交流變頻器用于電機調(diào)速,節(jié)能效果極好;磁編碼器的使用正在逐漸取代光編碼器來對電機的轉(zhuǎn)速進行檢測和控制,例如,在電動車窗之中,傳感器可以確定軸轉(zhuǎn)動了多少圈,以控制車窗升降器的行程,傳感器也可以探測到人手造成的異常負載情況,提供所謂的“防夾”功能,在碰到物體的時候,電機可以反轉(zhuǎn);

用于直流電機換向和探測電流的電動助力轉(zhuǎn)向傳感器也是一個快速增長的應用,用于代替電動液壓型系統(tǒng)。


二、電力電子技術(shù)

電力電子表技術(shù)是電力技術(shù)和電子技術(shù)的結(jié)合,可實現(xiàn)交直流電流的相互變換,并可在所需的范圍內(nèi)實現(xiàn)電流、電壓和頻率的自由調(diào)節(jié)。

采用這些技術(shù)和產(chǎn)品,可做成各種特殊電源(如UPS、高頻電源、開關(guān)電源、弧焊機逆變電源等)和交流變頻器等產(chǎn)品。這些變頻裝置的核心,是大功率半導體器件。

以磁傳感器為基礎(chǔ)的各種電流傳感器被用來監(jiān)測控制和保護這些大功率器件?;魻栯娏鱾鞲衅黜憫俣瓤欤乙揽看艌龊捅豢仉娐否詈?,不接入主電路,因而功耗低,抗過載能力強,線性好,可靠性高,既可作為大功率器件的過流保護驅(qū)動器,又可作為反饋器件,成為自控環(huán)路的一個控制環(huán)節(jié)。

使用變頻技術(shù)可以大量節(jié)能, 我國的變頻技術(shù)改造,將需求大量的電流傳感器,這將是磁傳感器的又一巨大的產(chǎn)業(yè)性應用領(lǐng)域。


三、能源管理

電網(wǎng)的自動檢測系統(tǒng)需采集大量的數(shù)據(jù),經(jīng)計算機處理之后,對電網(wǎng)的運行狀況實施監(jiān)控,并進行負載的分配調(diào)節(jié)和安全保護。自動監(jiān)控系統(tǒng)的各個控制環(huán)節(jié),是用磁傳感器為基礎(chǔ)的電流傳感器、互感器等來實現(xiàn)?;魻栯娏鱾鞲衅髟缫言陔娋W(wǎng)系統(tǒng)中得到應用,用霍爾器件作成的電度表可自動計費并可顯示功率因數(shù),以便隨時進行調(diào)整,保證高效用電。

第四代的TMR磁傳感器溫度穩(wěn)定性好,對溫度不敏感,線性度好,靈敏度高,不需要聚磁,因此采用TMR磁傳感器的電流傳感器具有體積小,溫度特性好,精度高,整體成本低的特點,在智能電表計量領(lǐng)域具有非常重要的優(yōu)勢。在氣表和熱力表上也有同樣的TMR磁傳感器的應用。


四、磁信息記錄裝置

磁信息記錄裝置除磁帶、磁盤等之外,還有磁卡、磁墨水記錄帳冊、鈔票的磁記錄等,對磁信息存儲和讀出傳感器有巨大需求。目前,感應磁頭,TMR薄膜磁阻磁頭,非晶磁頭等都獲得了大量的使用。隨著記錄密度的提高,例如高到100G字節(jié),需要更高靈敏度和空間分辨力的磁頭。以多層金屬薄膜為基礎(chǔ)的巨磁阻磁頭、用非晶合金絲制作的非晶合金磁頭、巨磁阻抗磁頭等都被廣泛地應用。


五、交通控制

目前,在加強行車支持道路系統(tǒng)(AHS)、智能運輸系統(tǒng)(ITS)和道路交通信息系統(tǒng)(VICS)等的開發(fā)與建設(shè)中,高靈敏度、高速響應的微型DMR磁傳感器大有用武之地。例如,用分辨率可達1nTSI傳感器,可構(gòu)成ITS傳感器(作高速路上的道路標志,測車輪角度,貨車接近距離),汽車通過記錄儀(測通行方向、速度、車身長度、車種識別)、停車場成批車輛傳感器、加速度傳感器(測車輛通過時路橋的振動等)等。

利用GMR傳感器可放置在公路上探測到車輛大小、位置等數(shù)據(jù),用于監(jiān)控高速公路車流量和停車場車輛停放情況。GMR也可用在公路的收費亭,從而實現(xiàn)收費的自動控制。

為了保障動車運行的安全,在動車沿線每隔兩公里鋪一個磁性傳感器,當動車沒電的時候信號就可以自動傳到調(diào)度中心;美國的NVE公司已經(jīng)把GMR傳感器用在車輛的交通控制系統(tǒng)上。

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