1、电流传感器基础

1.1 工作原理

电流传感器将流过导线的电流（直流或交流）按比例转换为可测量的电压、电流或数字信号。核心原理基于安培定律、法拉第电磁感应定律或欧姆定律。不同技术路线决定了传感器的适用场景与性能边界。

1.2 分类

类型	原理	典型精度	带宽	特点
霍尔效应	洛伦兹力产生霍尔电势	±1% ~ ±5%	DC ~ 100kHz	非接触，体积小，易集成
磁通门	磁芯饱和特性，二次谐波	±0.1% ~ ±0.5%	DC ~ 10kHz	高精度，低噪声，低温漂
分流器	欧姆定律 U=I·R	±0.1% ~ ±1%	DC ~ 1MHz	低成本，需隔离，功耗大
罗氏线圈	法拉第电磁感应	±0.5% ~ ±3%	1Hz ~ 10MHz	无磁芯，不饱和，只测交流

1.3 基本性能指标

• 精度：测量值与真实值的偏差，通常用%FS或%读数表示。磁通门可达0.1%，霍尔约1~5%。
• 线性度：输出与输入成比例的程度，常用独立线性度（%FS）。高线性度可简化校准。
• 带宽：传感器能准确测量的频率范围。分流器带宽最宽，磁通门适合低频高精度。
• 温漂：温度变化引起的零点或增益漂移，单位 ppm/℃。磁通门温漂可低至10ppm/℃以下。

1.4 精度提升方向

针对不同传感器，精度提升技巧包括：

• 霍尔传感器：使用聚磁环、差分结构、温度补偿、斩波稳零。
• 磁通门：优化磁芯材料、降低激励频率、数字闭环控制。
• 分流器：四端开尔文连接、低温度系数电阻、散热设计。
• 罗氏线圈：多层屏蔽、积分器漂移补偿、数字积分算法。

1.5 选型参考速查

应用场景	推荐传感器	关键指标
电机电流检测 (变频)	霍尔/磁通门	带宽>10kHz, 隔离
精密计量 (0.1级)	磁通门/分流器	精度<0.1%, 低温漂
高频大电流 (MHz)	罗氏线圈	带宽>1MHz, 无饱和
低成本电池管理	分流器	精度1%, 小体积