Principio de funcionamiento y características de los sensores de corriente de flujo cero
En este artículo, analizaremos principalmente el sensor de corriente de banda ancha y alta precisión para la medición de potencia y la observación de formas de onda utilizando tecnología de flujo cero. Para obtener más información sobre los sensores de corriente de uso general para el control de calidad de la red eléctrica, que se miden en frecuencias comerciales (50 Hz y 60 Hz), consulte este artículo.
Han pasado más de 50 años desde que HIOKI lanzó su primera pinza amperimétrica en 1971. Para lograr una alta precisión y un rendimiento de banda ancha, HIOKI se ha ceñido al método de flujo cero y ha desarrollado tecnología de conversión magnetoeléctrica y dispositivos típicos como fluxgate y elementos Hall.
- Aprenda el principio de funcionamiento de los sensores de corriente de método de flujo cero diseñados para mediciones de alto rendimiento.
- Comprenda las características de cada método de detección de corriente para seleccionar el sensor de corriente correspondiente que mejor se adapte a su aplicación.
Principales tipos de sensores de corriente para mediciones de alto rendimiento:
- ¿Qué es el método de flujo cero?
- 1. Método de flujo cero: Detección de bobinado (AC)
- 2. Método de flujo cero: Detección de elemento Hall (CC/CA)
- 3. Método de flujo cero: Detección de Fluxgate (DC/AC)
- Tabla de comparación del método de flujo cero (características, aplicaciones, sensor de corriente recomendado)
Principales tipos de sensores de corriente para medición de propósito general:
¿Cómo funciona un sensor de corriente de equilibrio magnético?
¿Qué es el método de flujo cero?
- Nota: La explicación a continuación se basa en la detección cuando se usa un elemento Hall.
- 1. Se produce un flujo magnético (Φ) dentro del núcleo magnético por la corriente eléctrica que fluye en el conductor que se está midiendo.
- 2. Una corriente eléctrica secundaria fluye hacia el lado secundario del devanado de retroalimentación para cancelar el flujo magnético producido dentro del núcleo magnético. (El flujo magnético del devanado de retroalimentación está marcado como Φ')
- 3. Sin embargo, en las regiones de baja frecuencia resultantes de corrientes CC, el flujo magnético no se puede cancelar y, por lo tanto, permanece en el circuito magnético. (El flujo magnético restante en el núcleo magnético sale a Φ-Φ')
- 4. El elemento Hall detecta este flujo magnético restante (Φ-Φ'). Luego, se agrega una corriente de retroalimentación secundaria a través de un circuito amplificador para cancelar el flujo magnético restante (Φ-Φ').
- 5. Luego, la corriente eléctrica secundaria fluye a través de la bobina y hacia la resistencia de derivación (r). Esta corriente eléctrica es una suma de la corriente del efecto CT (corriente generada por la bobina) y el amplificador (corriente de retroalimentación de la detección del elemento Hall). Esto produce un voltaje a través de sus terminales. El voltaje de salida es proporcional a la corriente medida.
Salida de sonda: Detección de elemento Hall
Salida de sonda: Detección Fluxgate
El método de flujo cero proporciona una medición estable y de banda ancha, desde CC hasta frecuencias altas.
1. Principio de funcionamiento del método de flujo cero: Detección de bobinado (AC)
El sensor de corriente del tipo de flujo cero (tipo de detección de devanado) logra un alto rendimiento (alta precisión y ancho de banda amplio) al agregar un circuito de retroalimentación negativa al método de devanado básico.
- En el método de flujo cero, para cancelar el flujo magnético (Φ) producido dentro del núcleo magnético por la corriente CA que fluye en el conductor que se está midiendo, una corriente eléctrica secundaria fluye hacia el devanado de retroalimentación, induciendo un flujo magnético secundario ( Φ').
- Sin embargo, en las regiones de baja frecuencia, el flujo magnético (Φ-Φ') no se puede cancelar y, por lo tanto, permanece en el circuito magnético.
- La bobina de detección detecta este flujo magnético restante (Φ-Φ'). Luego, se agrega una corriente de retroalimentación a través de un circuito amplificador para cancelar el flujo magnético (Φ-Φ') en las regiones de baja frecuencia.
- Esta corriente eléctrica secundaria total fluye a la resistencia de derivación, produciendo un voltaje a través de las terminales.
- El voltaje de salida es proporcional a la corriente eléctrica que fluye en el conductor que se está midiendo.
2. Principio de funcionamiento del método de flujo cero: detección de elemento Hall (CC/CA)
El sensor de corriente del método de flujo cero (tipo de detección de elemento Hall) logra un alto rendimiento (ancho de banda amplio y bajo ruido) al agregar un circuito de retroalimentación negativa al método básico del elemento Hall.
- En el método de flujo cero, para cancelar el flujo magnético (Φ) producido dentro del núcleo magnético por la corriente CA que fluye en el conductor que se está midiendo, una corriente eléctrica secundaria fluye hacia el devanado de retroalimentación, induciendo un flujo magnético secundario ( Φ').
- Sin embargo, en las regiones de baja frecuencia, el flujo magnético (Φ-Φ') no se puede cancelar y, por lo tanto, permanece en el circuito magnético.
- El elemento Hall detecta este flujo magnético restante (Φ-Φ'). Luego, se agrega una corriente de retroalimentación a través de un circuito amplificador para cancelar el flujo magnético (Φ-Φ') en las regiones de baja frecuencia.
- Esta corriente eléctrica secundaria total fluye a la resistencia de derivación, produciendo un voltaje a través de las terminales.
- El voltaje de salida es proporcional a la corriente eléctrica que fluye en el conductor que se está midiendo.
3. Principio de funcionamiento del método de flujo cero: detección de flujo (CC/CA)
El sensor de corriente del método de flujo cero (tipo de detección de fluxgate) logra un alto rendimiento (alta precisión, ancho de banda amplio y amplio rango de temperatura de funcionamiento) al combinar el fluxgate y el circuito de retroalimentación negativa.
- En el método de flujo cero, para cancelar el flujo magnético (Φ) producido dentro del núcleo magnético por la corriente CA que fluye en el conductor que se está midiendo, una corriente eléctrica secundaria fluye hacia el devanado de retroalimentación, induciendo un flujo magnético secundario ( Φ').
- Sin embargo, en las regiones de baja frecuencia, el flujo magnético (Φ-Φ') no se puede cancelar y, por lo tanto, permanece en el circuito magnético.
- El fluxgate detecta este flujo magnético restante (Φ-Φ'). Luego, se agrega una corriente de retroalimentación a través de un circuito amplificador para cancelar el flujo magnético (Φ-Φ') en las regiones de baja frecuencia.
- Esta corriente eléctrica secundaria total fluye a la resistencia de derivación, produciendo un voltaje a través de las terminales.
- El voltaje de salida es proporcional a la corriente eléctrica que fluye en el conductor que se está midiendo.
Características y aplicaciones de los sensores de corriente de equilibrio magnético
Tabla de comparación del método de flujo cero
| Detección de bobinado (C.A) | Detección de elemento Hall (CC/CA) | Detección de flujo (CC/CA) | |
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| Características |
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| Aplicaciones |
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| Soluciones propuestas por HIOKI | Pinza SENSOR 9272-05 |
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