測電流，測的是什么？

硬件設(shè)計常用的是利用采樣電阻分壓。采樣電阻測電流的方式是通過在電路中串聯(lián)一個已知阻值的電阻（采樣電阻），利用歐姆定律測量電阻兩端的電壓降來計算電流。其特點是電路簡單，成本低，但因為需要串入電路，很難用于不停機測試；且精密采樣電阻成本并不低。

工業(yè)上常使用線圈互感。測量線圈互感測電流的原理基于電磁感應(yīng)和互感現(xiàn)象，通過測量互感線圈中的感應(yīng)電壓來間接測量電流。非接觸式測電流，但是，互感使用的線圈類似于一個電感，可以測交流，但很難應(yīng)用于直流檢測。

其實還有一類利用電磁感應(yīng)原理的非接觸式測電流方式。有電流就會產(chǎn)生磁場，測磁場值就能計算出電流，那就是MR/TMR磁阻以及磁通原理來設(shè)計磁阻測量原理就是利用高磁導(dǎo)率的材料組成電橋(全橋或者半橋)，當(dāng)外界磁場發(fā)生變化時，會優(yōu)先從高磁導(dǎo)率的物質(zhì)中通過——就像水池中突然破了一個洞，水流會優(yōu)先從洞中流出去。

磁敏感材料在有磁場通過時會發(fā)生阻值的變化，那么，原來的電橋平衡被打破，輸出的電勢差經(jīng)過后級電路放大處理，就可以換算成電流。其優(yōu)點是非接觸，體積小，交流和直流都可以測量，缺點是磁場復(fù)雜環(huán)境不適用，誤差會很大，但可通過一些方式消除環(huán)境影響(比如磁通門)。

單位換算:1T(特斯拉)＝1000mT＝1000000uT，100uT＝1Gs(高斯)＝1Oe(奧斯特)

曬單芯片

hmc1021s單軸 ±0.6mT量程，分辨率85uGs，非線性度1.6%特點:量程偏小，分辨率高，電路偏復(fù)雜

需要使用運算放大器對輸出的差分信號進行差分放大，并且需要使用雙路MOS芯片及外部激勵信號（吐槽一句，參考電路R9、R10使用電阻分壓的方式來作為浮地，屬實不太嚴(yán)謹，對精度影響挺大）

CT100LW-HS6單軸 ±20mT，非線性度±0.5%特點:量程大，非線性度低

其原理與HMC1021類似，但不包含激勵部分，只有一組全橋結(jié)構(gòu)。

RR112-1G42-531單軸 ±8mT 封裝小，外圍電路簡單

集成了電流源和傳感器部分等，但外部輸出信號需放大處理。

電路設(shè)計

那么，要驗證這三種傳感器的性能水平，必然需要配套的電路及設(shè)計，以及產(chǎn)生電流來驗證

在參考電路上稍作修改，ct100也使用差分電路處理。

磁傳感器芯片遠離后端信號處理電路，PCB板背面填充區(qū)域用于接入電流，磁場方向依據(jù)右手螺旋定則，因此傳感器方向需要垂直于電流。

實物圖

理論計算

電流產(chǎn)生的磁場有多少呢？計算公式是什么呢？

參考以下計算公式，或使用在線計算器計算有電流通過的直線的磁場計算器 & 在線公式 Calculator Ultra

所以當(dāng)PCB板厚設(shè)置為1mm，通過1A電流時，測傳感器處等效磁場約為0.0002T，即200uT，即2Gs

在相同供電條件下（DC5V）

HMC1021S靈敏度1mV/V/Gs，那么經(jīng)過換算，當(dāng)放大200倍時，即可達到1V/Gs的輸出表現(xiàn)；當(dāng)放大1000倍時，為5V/Gs

CT100LW靈敏度為5.2mV/V/mT，放大9.61倍時，達到線性區(qū)間內(nèi)250mV/mT，單邊輸出5V/20mT；小量程時，放大961倍，達到2.5V/Gs

RR112靈敏度為-5mV/V/Gs，放大2.4倍后為線性區(qū)間內(nèi)4.8V/8mT；放大200倍后為5V/Gs

實際測試

RR112未使用放大電路情況下，1A電流約為20mA

CT100在使用HMC1021同款差分放大電路時電壓差約為120mV，但波形抖動明顯

(測試圖片整理中)

HMC1021S由于需要添加外部激勵，還沒測試完??????

下一版電路，預(yù)計將增加后級放大電路，計算阻值，優(yōu)化電路設(shè)計，供電分布