電壓傳感器的工作原理

電壓傳感器是一種將被測電量參數(shù)轉(zhuǎn)換成直流電流、直流電壓并隔離輸出模擬信號或數(shù)字信號的裝置。電壓電流傳感器用于測量電網(wǎng)中波形畸變較嚴(yán)重的電壓或電流信號，也可以測量方波，三角波等非正弦波形。那么電壓傳感器的工作原理是什么呢？

電壓傳感器的工作原理----基本工作原理

電壓傳感器是一種能感知被測電壓（型號不同），一定時間內(nèi)（材質(zhì)，使用方法）將獲得的電壓轉(zhuǎn)換成直流電流、直流電壓并隔離輸出模擬信號或數(shù)字信號的傳感器。主要用于用于測量電網(wǎng)中波形畸變較嚴(yán)重的電壓或電流信號，也可以測量方波，三角波等非正弦波形。同傳統(tǒng)的互感器和分流器相比，電壓傳感器精度高，響應(yīng)快，線性好，頻帶寬，過載強(qiáng)和不損失測量能量等優(yōu)點，已廣泛應(yīng)用于電力、電子、逆變裝置、開關(guān)電源、交流變頻調(diào)速等諸多領(lǐng)域。

當(dāng)原邊經(jīng)過電壓傳感器時，原邊電流IP會產(chǎn)生磁力線，原邊磁力線集中在磁芯周圍，內(nèi)置在磁芯氣隙中的霍爾電極可產(chǎn)生和原邊磁力線成正比的大小僅幾毫伏的電壓，電子電路可把這個微小的信號轉(zhuǎn)變成副邊電流IS，電壓傳感器的輸出信號是副邊電流IS，它與輸入信號（原邊電流IP）成正比，IS一般很小，只有100~400mA。如果輸出電流經(jīng)過測量電阻RM，則可以得到一個與原邊電流成正比的大小為幾伏的輸出電壓信號。

原邊電壓通過外置或內(nèi)置電阻，將電流限制在10mA，此電流經(jīng)過多匝繞組之后，經(jīng)過聚磁材料將原邊電流產(chǎn)生的磁場被氣隙中的霍爾元件檢測到，并感應(yīng)出相應(yīng)電動勢，該電動勢經(jīng)過電路調(diào)整后反饋給補(bǔ)償線圈進(jìn)而補(bǔ)償，該補(bǔ)償線圈產(chǎn)生的磁通與原邊電流（被測電壓通過限流電阻產(chǎn)生）產(chǎn)生的磁通大小相等，方向相反，從而在磁芯中保持磁通為零。

電壓傳感器的工作原理----霍爾電壓傳感器

霍爾原理：霍爾電壓傳感器是一種利用霍爾效應(yīng)，將原邊電壓通過外置或內(nèi)置電阻，將電流限制在10mA，此電流經(jīng)過多匝繞組之后，經(jīng)過聚磁材料將原邊電流產(chǎn)生的磁場被氣隙中的霍爾元件檢測到，并感應(yīng)出相應(yīng)電動勢，該電動勢經(jīng)過電路調(diào)整后反饋給補(bǔ)償線圈進(jìn)而補(bǔ)償，該補(bǔ)償線圈產(chǎn)生的磁通與原邊電流（被測電壓通過限流電阻產(chǎn)生）產(chǎn)生的磁通大小相等，方向相反，從而在磁芯中保持磁通為零。實際上霍爾電壓傳感器利用的是和磁平衡閉環(huán)霍爾電流傳感器一樣的技術(shù)，即零磁通霍爾電流傳感器。

它是一種特殊的原邊多匝的霍爾閉環(huán)傳感器，使輸出信號與被測量電壓成比例關(guān)系，傳感器的原理圖如上圖所示。霍爾電壓傳感器主要包括初級線圈、磁環(huán)、次級線圈、放大電路及與初級線圈串聯(lián)的限流電阻R。拋開限流電阻R，剩余部分相當(dāng)于一個閉環(huán)霍爾電流傳感器。相對電磁式電壓互感器而言，具有體積小、重量輕、寬頻帶、交直流兩用等優(yōu)點，在工業(yè)測控領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。