Принцип действия датчика тока с магнитным потоком основан на характеристиках легко насыщаемых сердечников (таких как железо или никелевые сплавы, пермаллой и т. д.). Подавая возбуждающий ток для индуцирования переменного насыщения в сердечнике, датчик использует эффект насыщения этого переменного магнитного поля для измерения изменений внешнего магнитного поля тока.

Как показано на схематическом изображении датчика тока с магнитным датчиком ниже, он использует генератор в качестве возбуждения (обычно прямоугольный сигнал), подаваемого на T2 и T2', чтобы заставить их переключаться между положительным и отрицательным насыщением. Когда ток IP, протекающий через магнитный сердечник, воздействует на магнитное поле, это вызывает изменение магнитной проницаемости сердечников T2 и T2', изменяя симметрию точек насыщения. Это, в свою очередь, влияет на величину тока IE, протекающего через T2 и T2'. С помощью схем обнаружения разности пиков, демодуляции и усиления мощности компенсационная катушка NS генерирует компенсационный ток IS. Этот компенсационный ток заставляет магнитный поток в магнитном сердечнике компенсировать магнитный поток, генерируемый первичным током IP. В результате общее поле смещения системы датчика тока с магнитным датчиком уравновешивается: IP*NP + IS*NS = 0. Сумма магнитного потока, генерируемого первичным током, и магнитного потока, генерируемого компенсационной схемой, приближается к ?нулю?, достигая так называемого состояния ?нулевого потока?. Следовательно, датчик тока с магнитным датчиком также является датчиком тока с нулевым потоком.

Рисунок 1: Схематическое изображение датчика тока с магнитным датчиком

1. Повышенная помехоустойчивость

С точки зрения структуры магнитного контура, датчики Fluxgate не требуют воздушного зазора в магнитном сердечнике для размещения датчика Холла, в отличие от датчиков тока с эффектом Холла. Резкое падение магнитной проницаемости в воздушном зазоре магнитного сердечника делает его более восприимчивым к внешним магнитным полям после открытия зазора. Магнитный контур датчиков тока типа Fluxgate является более непрерывным, что делает их менее подверженными воздействию внешних магнитных полей. Следовательно, датчики тока Fluxgate демонстрируют превосходную устойчивость к внешним помехам.

2. Превосходная линейность

Магнитный сердечник датчика потока остается неповрежденным, в то время как традиционные датчики тока на эффекте Холла демонстрируют значительно повышенные гистерезисные потери при появлении воздушного зазора. Это происходит потому, что воздушный зазор вызывает неравномерное распределение магнитного поля, в результате чего материал тратит больше энергии во время намагничивания, чтобы преодолеть влияние воздушного зазора. Из-за гистерезисных потерь, присущих традиционным датчикам тока на эффекте Холла, их линейность относительно низкая, что делает их подверженными нелинейным ошибкам при измерении высоких токов. Поэтому датчики тока с магнитным ядром обеспечивают большую надежность в приложениях, требующих точного измерения высоких токов.

3. Низкотемпературный дрейф

Традиционные датчики тока с эффектом Холла демонстрируют относительно низкую температурную стабильность, при этом колебания температуры значительно влияют на точность измерений. В отличие от них, датчики тока с магнитным датчиком демонстрируют превосходную температурную стабильность. Поэтому датчики тока с магнитным датчиком более подходят для применений, связанных со значительными коле

4. Низкий дрейф нуля

Выходной ток датчика тока с магнитным датчиком можно регулировать в пределах ±20 мкА или даже ниже.