大直流傳感器對電解工業(yè)的整流電源的計量準(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)品具有自主知識產(chǎn)權(quán)。目前它又能取代過去進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，但經(jīng)過特殊的加工處理和電路設(shè)計，設(shè)計中的元器件都選用國產(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轉(zhuǎn)換過來的電壓信號，運用全電流定律和新技術(shù)；新工藝手段研制成功。

　　該產(chǎn)品通過巴陵公司離子膜燒堿裝置使用獲得用戶好評。

　　直流電源計控在電解工業(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)運行的調(diào)控信號源之一，因此，直流傳感器在整流電源系統(tǒng)中的計量準(zhǔn)確、穩(wěn)定可靠顯得尤為重要。

　　眾所周知，目前國內(nèi)市場流行的直流電流傳感器分開環(huán)和閉環(huán)二種形式（也就是常說的直測式和檢零式），且二種形式的傳感器在測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成正比轉(zhuǎn)換過來的電壓信號，在全電流定律的理論框架下設(shè)計制作。

　　SDA系列直流大電流傳感器在電解工業(yè)領(lǐng)域針對不同行業(yè)、不同廠家的需求，可生產(chǎn)閉環(huán)式和開環(huán)式二大類型的多種產(chǎn)品�？蓪�5KA~420KA直流大電流進行在線計量檢測，具有精度高、可靠性及穩(wěn)定性好、反應(yīng)速度快、安裝維護方便等特點，產(chǎn)品曾先后列入湖北省“火炬計劃”、“科技攻關(guān)計劃”、“國家級新產(chǎn)品試制鑒定計劃”；并獲得湖北省“科技進步二等獎”、國家科委“金橋獎”和“國家級新產(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：磁場強度的閉合線積分只與閉合積分路徑相交鏈的電流（被測電流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）無關(guān)，當(dāng)穿過傳感器窗口的電流為零時，不管相鄰導(dǎo)排有無電流（相對外磁），傳感器的輸出必須為零。我們知道被測電流I在鐵心中產(chǎn)生磁通Φ，用帶氣隙的均勻無分支磁路來完成待測電流I轉(zhuǎn)換成為氣隙中的磁感應(yīng)強度，根據(jù)磁場強度的環(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，控制電流和磁場強度的關(guān)系，將傳感器設(shè)計成一定鐵心面積和一定氣隙長度，在磁路中按照中心對稱及軸對稱的原則將每個氣隙通道里的霍爾件由磁場強度感應(yīng)出的感應(yīng)電勢相加并放大N倍，即得出了與實際電流成正比的輸出電壓。假定霍爾檢測通道及對應(yīng)的氣隙通道為2N個(設(shè)計為偶數(shù),并在磁路中按中心及軸對稱的原則排列),每個氣隙的寬度為d,設(shè)鐵芯的總長度為L則有:

　　H1d+H2d+…+H2Nd+∫LHid1=Io……………………..(1)

　　其中,Hi(i=1,2,…,2N)為氣隙通道中的磁場強度,H1為鐵芯中l(wèi)處的強度,Io為現(xiàn)場母排中的電流。

　　對于氣隙中，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)計中,其值范圍通常在10~30左右,而μr的值通常在四個數(shù)量級以上因而BL/μr在整個和式項中,其值很小，從而可令BLL/μrμ0=βμ0I0(且β<<1)進而得出:

　　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,我們將各個霍爾感應(yīng)電勢相加,并放大Q倍,作為該裝置的輸出信號Vo,即有:

　　Vo=Qk(1-β)μ0I0/d………………………………(5)

　　該式即反映出檢測裝置輸出電壓Vo與一次檢測電流Io的量值對應(yīng)關(guān)系。

　　由以上理論分析，影響傳感器測量精度的因素很大程度上取決于選用鐵心和霍爾器件。因此我們花費了很大的精力將各種鐵磁材料進行大量試驗，最終選用了日本日芝鐵公司