Prinsip Kerja dan Karakteristik Sensor Arus Fluks Nol

Beranda Alat Uji Pusat Informasi Prinsip Kerja dan Karakteristik Sensor Arus Fluks Nol

Pada artikel ini, kita terutama akan membahas sensor arus pita lebar dengan akurasi tinggi untuk pengukuran daya dan pengamatan bentuk gelombang menggunakan teknologi fluks nol. Untuk mempelajari selengkapnya tentang sensor arus tujuan umum untuk kontrol kualitas daya grid, yang diukur pada frekuensi komersial (50 Hz dan 60 Hz), lihat artikel ini.

Lebih dari 50 tahun telah berlalu sejak HIOKI meluncurkan clamp tester pertamanya pada tahun 1971. Untuk mencapai akurasi tinggi dan kinerja broadband, HIOKI tetap berpegang pada metode fluks nol dan telah mengembangkan teknologi konversi magnetoelektrik dan perangkat khusus seperti fluxgate dan elemen Hall.

  • Pelajari prinsip kerja sensor arus metode fluks nol yang dirancang untuk pengukuran kinerja tinggi.
  • Pahami karakteristik masing-masing metode pengindraan arus untuk memilih sensor arus yang sesuai yang paling sesuai dengan aplikasi Anda.

Jenis utama sensor arus untuk pengukuran performa tinggi:

Jenis utama sensor arus untuk pengukuran tujuan umum:

Bagaimana cara kerja sensor arus keseimbangan magnetik?

Apa itu metode fluks nol?

  • Catatan: Penjelasan di bawah ini didasarkan pada pendeteksian saat elemen Hall digunakan.
  • 1. Fluks magnet (Φ) dihasilkan di dalam inti magnet oleh arus listrik yang mengalir pada konduktor yang sedang diukur.
  • 2. Arus listrik sekunder mengalir ke sisi sekunder belitan umpan balik, untuk membatalkan fluks magnet yang dihasilkan di dalam inti magnet. (Fluks magnet belitan umpan balik ditandai sebagai Φ')
  • 3. Namun, di daerah frekuensi rendah yang dihasilkan dari arus DC, fluks magnet tidak dapat dibatalkan dan dengan demikian tetap berada di sirkuit magnetik. (Fluks magnet yang tersisa di inti magnet keluar ke Φ-Φ')
  • 4. Elemen Hall mendeteksi fluks magnet yang tersisa ini (Φ-Φ'). Kemudian, arus umpan balik sekunder ditambahkan melalui rangkaian penguat untuk membatalkan fluks magnet yang tersisa (Φ-Φ').
  • 5. Arus listrik sekunder kemudian mengalir melalui kumparan dan masuk ke resistor shunt (r). Arus listrik ini merupakan penjumlahan arus dari efek CT (arus yang dihasilkan oleh koil) dan amplifier (arus umpan balik dari pendeteksian elemen Hall). Ini menghasilkan tegangan di terminalnya. Tegangan output sebanding dengan arus yang diukur.
  • Keluaran penyelidikan: Deteksi elemen aula
  • Output probe: Deteksi Fluxgate

Metode zero-flux menyediakan pengukuran pita lebar dan stabil, dari DC ke frekuensi tinggi.

1. Prinsip Kerja Metode Zero Flux : Winding Detection (AC)

deteksi belitan fluks nol

Sensor arus tipe fluks nol (tipe deteksi belitan) mencapai kinerja tinggi (akurasi tinggi dan bandwidth lebar) dengan menambahkan sirkuit umpan balik negatif ke metode belitan dasar.

  • Dalam metode fluks nol, untuk menghilangkan fluks magnet (Φ) yang dihasilkan di dalam inti magnet oleh arus AC yang mengalir di konduktor yang diukur, arus listrik sekunder mengalir ke belitan umpan balik, menginduksi fluks magnet sekunder ( Φ').
  • Namun, di daerah frekuensi rendah, fluks magnet (Φ-Φ') tidak dapat dibatalkan dan dengan demikian tetap berada di sirkuit magnetik.
  • Kumparan pendeteksi mendeteksi fluks magnet yang tersisa ini (Φ-Φ'). Kemudian, arus umpan balik ditambahkan melalui rangkaian penguat untuk membatalkan fluks magnet (Φ-Φ') di daerah frekuensi rendah.
  • Arus listrik sekunder total ini mengalir ke resistor shunt, menghasilkan tegangan melintasi terminal.
  • Tegangan output sebanding dengan arus listrik yang mengalir pada konduktor yang diukur.

2. Prinsip Kerja Metode Zero Flux : Hall Element Detection (DC/AC)

deteksi elemen aula fluks nol

Sensor arus metode fluks nol (tipe deteksi elemen Hall) mencapai kinerja tinggi (bandwidth lebar dan noise rendah) dengan menambahkan sirkuit umpan balik negatif ke metode elemen Hall dasar.

  • Dalam metode fluks nol, untuk menghilangkan fluks magnet (Φ) yang dihasilkan di dalam inti magnet oleh arus AC yang mengalir di konduktor yang diukur, arus listrik sekunder mengalir ke belitan umpan balik, menginduksi fluks magnet sekunder ( Φ').
  • Namun, di daerah frekuensi rendah, fluks magnet (Φ-Φ') tidak dapat dibatalkan dan dengan demikian tetap berada di sirkuit magnetik.
  • Elemen Hall mendeteksi fluks magnet yang tersisa ini (Φ-Φ'). Kemudian, arus umpan balik ditambahkan melalui rangkaian penguat untuk membatalkan fluks magnet (Φ-Φ') di daerah frekuensi rendah.
  • Arus listrik sekunder total ini mengalir ke resistor shunt, menghasilkan tegangan melintasi terminal.
  • Tegangan output sebanding dengan arus listrik yang mengalir pada konduktor yang diukur.

3. Prinsip Kerja Metode Zero Flux: Fluxgate Detection (DC/AC)

deteksi fluxgate zero-flux

Sensor arus metode fluks nol (tipe deteksi fluxgate) mencapai kinerja tinggi (akurasi tinggi, lebar pita lebar, dan rentang suhu pengoperasian lebar) dengan menggabungkan gerbang fluks dan rangkaian umpan balik negatif.

  • Dalam metode fluks nol, untuk menghilangkan fluks magnet (Φ) yang dihasilkan di dalam inti magnet oleh arus AC yang mengalir di konduktor yang diukur, arus listrik sekunder mengalir ke belitan umpan balik, menginduksi fluks magnet sekunder ( Φ').
  • Namun, di daerah frekuensi rendah, fluks magnet (Φ-Φ') tidak dapat dibatalkan dan dengan demikian tetap berada di sirkuit magnetik.
  • Fluxgate mendeteksi fluks magnet yang tersisa ini (Φ-Φ'). Kemudian, arus umpan balik ditambahkan melalui rangkaian penguat untuk membatalkan fluks magnet (Φ-Φ') di daerah frekuensi rendah.
  • Arus listrik sekunder total ini mengalir ke resistor shunt, menghasilkan tegangan melintasi terminal.
  • Tegangan output sebanding dengan arus listrik yang mengalir pada konduktor yang diukur.

Fitur & aplikasi sensor arus keseimbangan magnetik

Tabel perbandingan metode fluks nol

Deteksi belitan
(AC)		Deteksi elemen aula
(DC/AC)		Deteksi fluxgate
(DC/AC)
Karakteristik
  • Karakteristik BH dari inti magnet tidak terpengaruh dan memiliki linieritas yang sangat baik karena umpan balik negatif beroperasi dengan membatalkan fluks magnet di inti magnet.
  • Bandwidth yang luas didukung oleh operasi berikut: memanfaatkan deteksi lilitan dan amplifier untuk rentang frekuensi rendah dari 1 Hz, dan dengan lilitan umpan balik dalam rentang frekuensi tinggi.
  • Didedikasikan untuk AC (DC tidak didukung)
  • Karakteristik BH dari inti magnet tidak terpengaruh dan memiliki linieritas yang sangat baik karena umpan balik negatif beroperasi dengan membatalkan fluks magnet di inti magnet.
  • Bandwidth yang luas didukung oleh operasi berikut: memanfaatkan elemen Hall dan amplifier untuk rentang frekuensi rendah dari DC, dan dengan belitan umpan balik dalam rentang frekuensi tinggi.
  • Kebisingan sangat rendah dengan teknologi elemen Hall yang dipatenkan.
  • Tidak cocok untuk pengukuran jangka panjang, karena karakteristik elemen Hall yang dapat bergeser karena faktor seperti suhu dan penuaan.
  • Karakteristik BH dari inti magnet tidak terpengaruh dan memiliki linieritas yang sangat baik karena umpan balik negatif beroperasi dengan membatalkan fluks magnet di inti magnet.
  • Bandwidth yang luas didukung oleh operasi berikut: memanfaatkan Fluxgate dan amplifier untuk rentang frekuensi rendah dari DC, dan dengan lilitan umpan balik dalam rentang frekuensi tinggi.
  • Karena fluxgate menunjukkan pergeseran offset yang sangat kecil pada rentang suhu yang luas, ia dapat mencapai pengukuran yang sangat akurat dan stabil, menjadikan jenis sensor arus ini ideal untuk dipasangkan dengan power meter akurasi tinggi untuk presisi tanpa kompromi.
  • Karena frekuensi dan harmonik dari arus yang menarik itu sendiri menjadi sumber kebisingan, sensor arus yang menggunakan fluxgate menunjukkan sedikit lebih banyak kebisingan daripada yang menggunakan elemen Hall.
Aplikasi
  • Untuk power meter AC (akurasi tinggi, dari 1 Hz)
  • Pengukuran daya output AC tiga fase dalam berbagai aplikasi industri.
  • Untuk pengamatan gelombang pita lebar DC/AC (noise rendah)
  • Pengamatan Waveform arus siaga, arus masuk, arus beban, arus kontrol, dll. dalam berbagai aplikasi industri.
  • Untuk power meter DC/AC (akurasi tinggi, stabilitas tinggi, rentang suhu lebar)
  • Pengukuran konsumsi bahan bakar dan biaya bahan bakar untuk kendaraan hybrid dan EV.
  • Pengukuran daya presisi tinggi untuk berbagai aplikasi industri.
Solusi yang diusulkan oleh HIOKIClamp ON SENSOR 9272-05

Produk-produk terkait

HIOKI merancang dan memproduksi sensor arus dan alat ukur kami sendiri untuk memastikan hasil terbaik dalam pengukuran daya dan pengamatan bentuk gelombang.

Informasi lainnya

Artikel Teknis