Датчик струму феррозонду вимірює струм, використовуючи нелінійну залежність між інтенсивністю магнітної індукції та інтенсивністю магнітного поля високопроникного магнітного сердечника під дією насичення змінного магнітного поля, створеного вимірюваним струмом.
1. Закон Фарадея:
Закон Фарадея — це закон, який описує електрорушійну силу, що виникає в провіднику. Тобто, коли провідник проходить через магнітне поле, на обох кінцях провідника виникає електрорушійна сила. Відповідно до закону Фарадея, якщо провідник має довжину L, швидкість v і рухається перпендикулярно до напрямку магнітного поля, індуковану електрорушійну силу можна виразити як ε=B·L·v, де В – напруженість магнітного поля.
2. Ефект феррозонду:
Феррозондовий ефект означає, що коли змінюється інтенсивність магнітної індукції в провіднику, змінюється магнітний потік, що проходить через провідник. Згідно з ефектом феррозонду, магнітний потік Φ провідника можна виразити як Φ=B·A, де Φ — магнітний потік, B — напруженість магнітного поля, а A — площа поперечного перерізу провідник.
3. Принцип датчика струму феррозонду:
Датчики струму з феррозондом використовують закон Фарадея та ефект феррозона для вимірювання струму. Він складається з пари магнітопроводів і провідників.
У датчику феррозондового струму струм проходить через дріт, намотаний навколо одного або кількох магнітних кілець, утворюючи тороїдальний феррозонд. При зміні струму в дроті змінюється і інтенсивність магнітної індукції феррозонду. Магнітний сердечник датчика направляє магнітне поле, створене вимірюваним струмом, до феррозонду, тим самим змінюючи інтенсивність магнітної індукції у герметичному проміжку.
Ця зміна інтенсивності магнітної індукції спричиняє зміни в магнітному потокі феррозонду, тим самим викликаючи індуковану електрорушійну силу на феррозонді. Цю індуковану електрорушійну силу можна виявити, вимірявши напругу на феррозонді.
Щоб підвищити чутливість і точність датчика, в залізний сердечник феррозонду часто намотують кілька витків обмоток. Збільшення кількості витків еквівалентно посиленню магнітного поля, створюваного вимірювальним струмом, тим самим збільшуючи індуковану електрорушійну силу феррозонду.
Між вихідною напругою датчика та виміряним струмом існує лінійна залежність, яку можна точно визначити за допомогою калібрування. Калібрування можна виконати за допомогою відомих значень струму та відповідних значень вихідної напруги, а точну калібрувальну криву можна отримати за допомогою підгонки.
Підводячи підсумок, можна сказати, що датчики струму феррозонду використовують закон Фарадея та ефект феррозонду для вимірювання струму. Він спрямовує магнітне поле, створене виміряним струмом, до феррозонду, тим самим спричиняючи зміну інтенсивності магнітної індукції у герконовому проміжку, викликаючи тим самим індуковану електрорушійну силу на феррозонді. Вимірюючи напругу на феррозонді, можна визначити величину вимірюваного струму. Датчики струму Fluxgate мають такі характеристики, як висока точність, швидкий відгук і хороша лінійність, і широко використовуються в системах живлення, промисловій автоматизації, електромобілях та інших сферах.
