GMI电流传感器研究进展与应用

现代电子电力系统中经常需要电流传感器探测和保护电流。对于电流测量，按测量方式可分为接触式和非接触式两类。接触式测量原理为欧姆定律，根据欧姆定律电流大小和电压成正比，通常采用采样电阻的方法将一个阻值较小电阻串联在电路中用于把电流转换为电压信号进行测量。采样电阻一般使用精密电阻，阻值低，精密度高（精密度一般在±1%以内，更高要求用途时采用0.01%精度电阻）。接触式测量由于采样电阻不可能做到很小，更不可能接近于零，因此采样电阻本身会对电流值产生影响，且接触式测量必须将待测电路断开，给测量带来麻烦；非接触式测量为磁效应，通过监控电流产生的磁场得到。由于电流周围本身会产生磁场，电流大小和磁场成正比，可通过测量磁场的大小得到通过的电流大小。常见的非接触式电流传感器有霍尔(Hall)效应电流传感器、罗氏(Rogowski) 线圈电流传感器及磁通门(Fluxgate)电流传感器等 ^{[1, 2]}。霍尔效应电流传感器是目前应用最广泛的非接触式传感器，具有结构简单、体积小、动态特性好和寿命长等特点，但由于霍尔器件采用半导体材料制成，受温度影响较大，当温度变化时霍尔元件的载流子浓度、迁移率、电阻率及霍尔系数都将发生变化，从而使霍尔元件产生温度误差，需要补加温度补偿电路来作为措施，这就增加了传感器的制作成本；罗氏线圈电流传感器对线圈绕制要求精确，信号处理要求较高，而且只能用于交流电流测量；而磁通门电流传感器体积较大，功耗高，响应速度低。巨磁阻抗效应作为一种新发现的磁效应，由于其灵敏度高、响应速度快、热稳定性好、使用频率范围广、体积小等特点，为开发新型电流传感器提供可能。






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