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大直流傳感器對(duì)電解工業(yè)的整流電源的計(jì)量準(zhǔn)確，穩(wěn)定可靠起到重要作用。該文所介紹的電流傳感器產(chǎn)品具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。目前它又能取代過(guò)去進(jìn)口的哈爾瑪公司的產(chǎn)品。
該傳感器的主要材料鐵芯和砷化鎵霍爾元件是從日本引進(jìn)，但經(jīng)過(guò)特殊的加工處理和電路設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)中的元器件都選用國(guó)產(chǎn)軍工品。根據(jù)霍爾件在磁路間隙中所采集到的由電流及磁場(chǎng)轉(zhuǎn)換過(guò)來(lái)的電壓信號(hào)，運(yùn)用全電流定律和新技術(shù)；新工藝手段研制成功。
該產(chǎn)品通過(guò)巴陵公司離子膜燒堿裝置使用獲得用戶好評(píng)。
直流電源計(jì)控在電解工業(yè)管理有著舉足輕重的地位，它是企業(yè)增效挖潛的主要技術(shù)考核指標(biāo)之一，也是保障整流電源平穩(wěn)運(yùn)行的調(diào)控信號(hào)源之一，因此，直流傳感器在整流電源系統(tǒng)中的計(jì)量準(zhǔn)確、穩(wěn)定可靠顯得尤為重要。
眾所周知，目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)流行的直流電流傳感器分開(kāi)環(huán)和閉環(huán)二種形式（也就是常說(shuō)的直測(cè)式和檢零式），且二種形式的傳感器在測(cè)量精度方面都有其理論根據(jù)，都是依據(jù)霍爾元件在磁路氣隙中采集由電流與磁場(chǎng)成正比轉(zhuǎn)換過(guò)來(lái)的電壓信號(hào)，在全電流定律的理論框架下設(shè)計(jì)制作。
SDA系列直流大電流傳感器在電解工業(yè)領(lǐng)域針對(duì)不同行業(yè)、不同廠家的需求，可生產(chǎn)閉環(huán)式和開(kāi)環(huán)式二大類型的多種產(chǎn)品�？蓪�(duì)5KA~420KA直流大電流進(jìn)行在線計(jì)量檢測(cè)，具有精度高、可靠性及穩(wěn)定性好、反應(yīng)速度快、安裝維護(hù)方便等特點(diǎn)，產(chǎn)品曾先后列入湖北省“火炬計(jì)劃”、“科技攻關(guān)計(jì)劃”、“國(guó)家級(jí)新產(chǎn)品試制鑒定計(jì)劃”；并獲得湖北省“科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)”、國(guó)家科委“金橋獎(jiǎng)”和“國(guó)家級(jí)新產(chǎn)品證書”。
直流大電流傳感器是在全電流定律∫LHdL=I的基礎(chǔ)上研制的，全電流定律的核心是：磁場(chǎng)強(qiáng)度的閉合線積分只與閉合積分路徑相交鏈的電流（被測(cè)電流I）有關(guān)，它與電流的位置及與不交鏈電流（所產(chǎn)生的雜散磁場(chǎng)）無(wú)關(guān)，當(dāng)穿過(guò)傳感器窗口的電流為零時(shí)，不管相鄰導(dǎo)排有無(wú)電流（相對(duì)外磁），傳感器的輸出必須為零。我們知道被測(cè)電流I在鐵心中產(chǎn)生磁通Φ，用帶氣隙的均勻無(wú)分支磁路來(lái)完成待測(cè)電流I轉(zhuǎn)換成為氣隙中的磁感應(yīng)強(qiáng)度，根據(jù)磁場(chǎng)強(qiáng)度的環(huán)路定律H1d+H2d+……H2Nd+∫LHid1=I和霍爾元件的輸出電壓UH=KHIHB與靈敏度，控制電流和磁場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系，將傳感器設(shè)計(jì)成一定鐵心面積和一定氣隙長(zhǎng)度，在磁路中按照中心對(duì)稱及軸對(duì)稱的原則將每個(gè)氣隙通道里的霍爾件由磁場(chǎng)強(qiáng)度感應(yīng)出的感應(yīng)電勢(shì)相加并放大N倍，即得出了與實(shí)際電流成正比的輸出電壓。假定霍爾檢測(cè)通道及對(duì)應(yīng)的氣隙通道為2N個(gè)(設(shè)計(jì)為偶數(shù),并在磁路中按中心及軸對(duì)稱的原則排列),每個(gè)氣隙的寬度為d,設(shè)鐵芯的總長(zhǎng)度為L(zhǎng)則有:
H1d+H2d+…+H2Nd+∫LHid1=Io……………………..(1)
其中,Hi(i=1,2,…,2N)為氣隙通道中的磁場(chǎng)強(qiáng)度,H1為鐵芯中l(wèi)處的強(qiáng)度,Io為現(xiàn)場(chǎng)母排中的電流。
對(duì)于氣隙中，有Hi=Bi/μ0,而由中值定理,有
∫LH1d1=HLL=BLL/μrμ0
從而有:B1d+B2d+…+B2Nd+BLL/μr=μoIo
[$page] 在上述關(guān)系式中,根據(jù)磁介質(zhì)的邊界條件,可知BL與Bi近似相等,且L/d在裝置設(shè)計(jì)中,其值范圍通常在10~30左右,而μr的值通常在四個(gè)數(shù)量級(jí)以上因而B(niǎo)L/μr在整個(gè)和式項(xiàng)中,其值很小，從而可令BLL/μrμ0=βμ0I0(且β<<1)進(jìn)而得出:
B1+B2+…+B2N=(1-β)μ0I0/d……………………...(2)
另一方面也可以得出:
BL≈μ0I0/2Nd………………………………….(3)
β≈L/2Ndμr…………………………………….(4)
在傳感器的調(diào)試中,可讓
SH1I1Sinψ1=SH2I2Sinψ2=…=SH2NI2NSinψ2N=K
由VHi=SHiIiBiSinψ1代入（２）式有：
VH1+VH2+…+VH2N=K(1-β)μ0I0/d
在電子線路中,我們將各個(gè)霍爾感應(yīng)電勢(shì)相加,并放大Q倍,作為該裝置的輸出信號(hào)Vo,即有:
Vo=Qk(1-β)μ0I0/d………………………………(5)
該式即反映出檢測(cè)裝置輸出電壓Vo與一次檢測(cè)電流Io的量值對(duì)應(yīng)關(guān)系。
由以上理論分析，影響傳感器測(cè)量精度的因素很大程度上取決于選用鐵心和霍爾器件。因此我們花費(fèi)了很大的精力將各種鐵磁材料進(jìn)行大量試驗(yàn)，最終選用了日本日芝鐵公司
