El sensor de corrent de fluxgate mesura el corrent utilitzant la relació no lineal entre la intensitat d'inducció magnètica i la intensitat del camp magnètic del nucli magnètic d'alta permeabilitat sota l'excitació de saturació del camp magnètic altern generat pel corrent mesurat.
1. Llei de Faraday:
La llei de Faraday és una llei que descriu la força electromotriu induïda en un conductor. És a dir, quan un conductor passa per un camp magnètic, s'indueix una força electromotriu als dos extrems del conductor. Segons la llei de Faraday, si un conductor té una longitud de L, una velocitat de v i es mou perpendicularment a la direcció del camp magnètic, la força electromotriu induïda es pot expressar com ε=B·L·v, on B és la força del camp magnètic.
2. Efecte Fluxgate:
L'efecte fluxgate significa que quan la intensitat de la inducció magnètica en un conductor canvia, el flux magnètic que passa pel conductor canvia. Segons l'efecte fluxgate, el flux magnètic Φ d'un conductor es pot expressar com Φ=B·A, on Φ és el flux magnètic, B és la intensitat del camp magnètic i A és l'àrea de la secció transversal de el conductor.
3. Principi del sensor de corrent de fluxgate:
Els sensors de corrent Fluxgate utilitzen la llei de Faraday i l'efecte Fluxgate per mesurar el corrent. Està format per un parell de nuclis magnètics i conductors.
En un sensor de corrent de fluxgate, el corrent passa a través d'un cable que s'enrotlla al voltant d'un o més anells magnètics, formant un fluxgate toroidal. Quan el corrent a través del cable canvia, també canvia la intensitat d'inducció magnètica de la porta de flux. El nucli magnètic del sensor guia el camp magnètic generat pel corrent mesurat a la porta de flux, canviant així la intensitat de la inducció magnètica a l'entrefer del flux.
Aquesta intensitat d'inducció magnètica canviant provoca canvis en el flux magnètic de la porta de flux, provocant així una força electromotriu induïda a la porta de flux. Aquesta força electromotriu induïda es pot detectar mesurant la tensió a través de la porta de flux.
Per tal de millorar la sensibilitat i la precisió del sensor, sovint s'enrotllen múltiples voltes de bobinatges al nucli de ferro de la porta de flux. L'augment del nombre de voltes equival a amplificar el camp magnètic generat pel corrent de mesura, augmentant així la força electromotriu induïda de la porta de flux.
Hi ha una relació lineal entre la tensió de sortida del sensor i el corrent mesurat, que es pot determinar amb precisió mitjançant el calibratge. El calibratge es pot realitzar mitjançant valors de corrent coneguts i els valors de voltatge de sortida corresponents, i es pot obtenir una corba de calibratge precisa mitjançant l'ajust.
En resum, els sensors de corrent de fluxgate utilitzen la llei de Faraday i l'efecte de fluxgate per mesurar el corrent. Guia el camp magnètic generat pel corrent mesurat a la porta de flux, fent que canviï la intensitat d'inducció magnètica a l'entrefer del flux, provocant així la força electromotriu induïda a la porta de flux. Mitjançant la mesura de la tensió a través de la porta de flux, es pot determinar la magnitud del corrent que es mesura. Els sensors de corrent Fluxgate tenen les característiques d'alta precisió, resposta ràpida i bona linealitat, i s'utilitzen àmpliament en sistemes d'alimentació, automatització industrial, vehicles elèctrics i altres camps.
