Сензорът за ток на fluxgate измерва тока, като използва нелинейната връзка между интензитета на магнитната индукция и интензитета на магнитното поле на магнитната сърцевина с висока пропускливост при възбуждането на насищане на променливото магнитно поле, генерирано от измерения ток.
1. Закон на Фарадей:
Законът на Фарадей е закон, който описва електродвижещата сила, индуцирана в проводник. Тоест, когато проводник преминава през магнитно поле, в двата края на проводника се индуцира електродвижеща сила. Съгласно закона на Фарадей, ако един проводник има дължина L, скорост v и се движи перпендикулярно на посоката на магнитното поле, индуцираната електродвижеща сила може да се изрази като ε=B·L·v, където B е силата на магнитното поле.
2. Ефект на fluxgate:
Ефектът на fluxgate означава, че когато интензитетът на магнитната индукция в проводник се промени, магнитният поток, преминаващ през проводника, се променя. Съгласно ефекта на fluxgate, магнитният поток Φ на проводник може да бъде изразен като Φ=B·A, където Φ е магнитният поток, B е силата на магнитното поле, а A е площта на напречното сечение на диригентът.
3. Принцип на сензора за ток на fluxgate:
Сензорите за ток на fluxgate използват закона на Фарадей и ефекта на fluxgate за измерване на тока. Състои се от двойка магнитни ядра и проводници.
В сензор за ток на fluxgate токът преминава през проводник, който е навит около един или повече магнитни пръстени, образувайки тороидален fluxgate. Когато токът през проводника се промени, интензитетът на магнитната индукция на потока също се променя. Магнитната сърцевина на сензора насочва магнитното поле, генерирано от измерения ток, към потоковия вентил, като по този начин променя интензитета на магнитната индукция във въздушната междина на потока.
Този променящ се интензитет на магнитна индукция причинява промени в магнитния поток на потока на вентила, като по този начин предизвиква индуцирана електродвижеща сила върху потока на затвора. Тази индуцирана електродвижеща сила може да бъде открита чрез измерване на напрежението през flux gate.
За да се подобри чувствителността и точността на сензора, множество навивки на намотки често се навиват в желязната сърцевина на потока. Увеличаването на броя на завъртанията е еквивалентно на усилване на магнитното поле, генерирано от измервателния ток, като по този начин се увеличава индуцираната електродвижеща сила на потоковия затвор.
Съществува линейна връзка между изходното напрежение на сензора и измерения ток, която може да бъде точно определена чрез калибриране. Калибрирането може да се извърши, като се използват известни стойности на тока и съответните стойности на изходното напрежение и точна крива на калибриране може да се получи чрез напасване.
В обобщение, сензорите за ток на fluxgate използват закона на Фарадей и ефекта на fluxgate за измерване на тока. Той насочва магнитното поле, генерирано от измерения ток, към потока на вентила, като по този начин причинява промяна на интензитета на магнитната индукция във въздушната междина на потока, като по този начин предизвиква индуцирана електродвижеща сила върху потока на затвора. Чрез измерване на напрежението през flux gate може да се определи величината на измервания ток. Токовите сензори Fluxgate имат характеристиките на висока точност, бърза реакция и добра линейност и се използват широко в енергийни системи, индустриална автоматизация, електрически превозни средства и други области.
