Il sensore di corrente fluxgate misura la corrente utilizzando la relazione non lineare tra l'intensità dell'induzione magnetica e l'intensità del campo magnetico del nucleo magnetico ad alta permeabilità sotto l'eccitazione di saturazione del campo magnetico alternato generato dalla corrente misurata.
1. Legge di Faraday:
La legge di Faraday è una legge che descrive la forza elettromotrice indotta in un conduttore. Cioè, quando un conduttore passa attraverso un campo magnetico, su entrambe le estremità del conduttore viene indotta una forza elettromotrice. Secondo la legge di Faraday, se un conduttore ha una lunghezza L, una velocità v, e si muove perpendicolarmente alla direzione del campo magnetico, la forza elettromotrice indotta può essere espressa come ε=B·L·v, dove B è l'intensità del campo magnetico.
2. Effetto fluxgate:
L'effetto fluxgate significa che quando l'intensità dell'induzione magnetica in un conduttore cambia, il flusso magnetico che passa attraverso il conduttore cambia. Secondo l'effetto fluxgate, il flusso magnetico Φ di un conduttore può essere espresso come Φ=B·A, dove Φ è il flusso magnetico, B è l'intensità del campo magnetico e A è l'area della sezione trasversale del conduttore il conduttore.
3. Principio del sensore di corrente fluxgate:
I sensori di corrente fluxgate utilizzano la legge di Faraday e l'effetto fluxgate per misurare la corrente. È costituito da una coppia di nuclei magnetici e conduttori.
In un sensore di corrente fluxgate, la corrente passa attraverso un filo avvolto attorno a uno o più anelli magnetici, formando un fluxgate toroidale. Quando la corrente attraverso il filo cambia, cambia anche l'intensità dell'induzione magnetica del flusso porta. Il nucleo magnetico del sensore guida il campo magnetico generato dalla corrente misurata verso il flussostato, modificando così l'intensità dell'induzione magnetica nel traferro del flusso.
Questa variazione dell'intensità dell'induzione magnetica provoca cambiamenti nel flusso magnetico del flux gate, provocando così una forza elettromotrice indotta sul flusso gate. Questa forza elettromotrice indotta può essere rilevata misurando la tensione attraverso il gate di flusso.
Per migliorare la sensibilità e la precisione del sensore, spesso vengono avvolti più giri di avvolgimenti nel nucleo di ferro del flussostato. L'aumento del numero di spire equivale ad amplificare il campo magnetico generato dalla corrente di misura, aumentando così la forza elettromotrice indotta dal flux gate.
Esiste una relazione lineare tra la tensione di uscita del sensore e la corrente misurata, che può essere determinata con precisione attraverso la calibrazione. La calibrazione può essere eseguita utilizzando valori di corrente noti e corrispondenti valori di tensione di uscita e tramite il montaggio è possibile ottenere una curva di calibrazione accurata.
In sintesi, i sensori di corrente fluxgate utilizzano la legge di Faraday e l'effetto fluxgate per misurare la corrente. Guida il campo magnetico generato dalla corrente misurata al flux gate, provocando così una variazione dell'intensità dell'induzione magnetica nel traferro del flusso, provocando così la forza elettromotrice indotta sul flux gate. Misurando la tensione attraverso il flusso gate, è possibile determinare l'entità della corrente misurata. I sensori di corrente fluxgate hanno le caratteristiche di elevata precisione, risposta rapida e buona linearità e sono ampiamente utilizzati nei sistemi di alimentazione, nell'automazione industriale, nei veicoli elettrici e in altri campi.
