从紧凑的分流电阻到笨重的电流互感器，工程师们采用了广泛的当前测量技术在他们的设计中测量和监控电路中的电流。但为什么它如此重要呢?因为在电子学中，电路有两个主要来源，电压(即电位差)和当前的(即存在电位差的路径之间的电荷流)。现在，要读取传感器数据或了解电路的行为(正常操作或短路状态)，需要进行电流测量的关键步骤。

现在，在一个系统中，需要多少精度的电流传感完全取决于应用需求。在某些情况下，1%的读数误差可能是至关重要的，另一方面，在某些地方，读数公差并不重要。但是，在本文中，我们将描述当前三大传感技术并区分应用程序的特性、复杂性、实现成本和错误利润率。废话不多说，我们直接开始吧。

电流分流使用电流感应电阻

当谈到电流传感，几乎所有的工程师都会同意，如果应用程序允许他们这样做，他们会考虑将电流感应分流电阻应用到系统中。一个电流传感电阻这是因为简单，没有任何大量的组件计数，很少的电阻和运放这样做会更有好处。它是测量电流最常用的方法，电流是由通过并联电阻感应电压降．

精确传感的成功取决于两件事，传感电阻和电流传感放大器的参数值，这导致了完美的组件选择和正确的PCB连接布局，其中运放的迹线电阻和电容是避免精度降低的关键。

现在，首先需要选择感应电阻，其中值，瓦数，ppm和公差是关键的。在使用电流检测放大器时，最重要的设计决策之一是电流检测或分流电阻的选择，其中电阻值和瓦数值是主要标准。一旦你选择了电阻器，你需要注意它印刷电路板(PCB)布局实现准确的测量结果。如果您想了解更多关于PCB设计的知识，请查看我们之前关于该主题的文章。

电阻器的值取决于在应用程序支持的最高电流下获得所需的最大压降。它还可能取决于功率损耗预算，因为较大的值往往会产生较大的功率损耗，转换为成比例的散热。一旦确认了该值，就该确定电流感应电阻所需的瓦数了。应高于计算的典型值。现在，考虑电阻公差作为电流检测精度的下一个参数如果小于0.01%就可以很好，因为它将直接影响感应电压的精度，该电压将进一步转换为流经电阻的电流。然而，很明显要引用电阻的另一个重要参数，这个参数经常被设计者忽略电阻温度系数或ppm。在电阻器中，温度系数指定为百万分之一每摄氏度，这是一个非常重要的参数，因为电阻器的温度会由于功耗而显著上升。在实际应用中，当温度漂移显著增加时，公差与此ppm值直接相关。

下面给出的图像是单电阻电流传感的一个例子，根据欧姆定律，电压降很重要。

然而，即使考虑了电阻，另一个重要方面是差分放大器。一个设计良好的电流检测放大器可区分少量电压差在高侧或低侧电流感应。测量需要在PCB上进行适当的差分布线，以补偿正输入和负输入之间的电阻差异。开尔文传感技术在这方面是有帮助的。

电流传感放大器的几个例子- INA210, INA250等

整体印象此感

1. 这是一个非常低的成本，成本意味着电流感应电阻值和公差。这也取决于运算放大器。它可以是一个简单的运算放大器，也可以是专门为电流传感应用设计的差分运算放大器。
2. 设计方面相当简单。
3. 如果选用合适的零件进行设计，误差幅度会更小。
4. 直接检测交流电流不适合，需要隔离。
5. 不适合非常大的电流应用(20A或更高)，因为在这个范围内有更好的选择。
6. 高侧和低侧电流传感需要小心施工。它可能需要运算放大器部分的不同配置。

集成霍尔元件电流传感

电流传感中最常用的电流传感元件之一是霍尔元件电流传感其中集成IC使用霍尔效应传感器当电流通过终端时，在隔离状态下直接测量电流。它最适合于5A以上的大电流测量，范围可达30 - 50A。它利用霍尔效应将被测电流周围产生的磁场转换为电压的原理。

这种类型的集成霍尔效应传感器可用于小型IC封装。它不需要额外的电路运行，因为它们已经在单个封装中内置了一个运算放大器，在某些情况下可能需要一个简单的电压参考。它具有节省空间的特点，由于小的IC占地面积和没有额外的组件。

有几个例子是很容易找到的:

1. ACS712(有不同的变体+/-5A， +/-10A， +/-20A)。
2. TMCS1100来自德州仪器(高达+/-25A)

这种类型的IC电隔离电流线，因此在被测路径和传感电路之间没有任何电干扰。它具有低误差，通常在+/-0.5%到+/-1%的公差范围内。电流可以是单向的，也可以是双向的，输出电压不变化，适用于模拟和数字电路。

这种传感技术的总体印象:

1. 这是一个显著的低成本，但可以高于分流电阻传感方法。
2. 设计方面很简单
3. 直接适用于交流电流和直流感应
4. 提供感应元件和感应电路之间的隔离
5. 适用于大电流应用(20A或以上)

常规霍尔效应电流传感

这是相同的电流传感技术集成霍尔效应电流传感技术．它还利用电流产生的磁场，通过放置在铁磁芯内的霍尔效应元件将其转换为电压。它不存在于任何IC封装中;相反，它使用可以放置在电源线或母线上的传感器。

它可以提供非常大的电流感应范围，例如，200A - 400A等。然而，这种传感器的精度通常很低，并且涉及多个组件，因为输出电压很小，可以用作测量参考点。它需要一个带增益控制的差动放大器和一个温度补偿电路。要运行这些设备，还需要一个调节器。

它的特点是组件成本高，通常是小导体通孔封装，可以很容易地焊接在PCB上，或作为CT变压器或钳形变压器，可以在PCB板外使用。

这种传感技术的总体印象:

1. 霍尔元件的成本较低，但附加电路的价格可能高于其他方法。
2. 设计方面有点复杂。
3. 直接适用于交流电流和直流感应。
4. 提供感应元件和感应电路之间的隔离。
5. 适用于大电流应用(100A或以上)。

因此，它是一个简要的信息，目前的传感技术取决于不同的方面。然而，技术的选择总是依赖于应用需求和应用的目标价格。

如果您对使用什么或如何使用或组件的选择有任何问题，请留下评论。我们将帮助您使电流传感尽可能简单。