Большое значение в электротехнике имеет измерение токов дистанционным методом. Это возможно благодаря применению современных датчиков напряжения и тока. Применяются такие приборы в электротехнической, энергетической, электронной отраслях, в схемах защиты с целью управления ими, для расчета величины тока, проведения диагностики электрических цепей и выявления отказов функционирующего оборудования.
Сегодня применяется много способов измерения параметров электрического тока, но наиболее популярными среди них являются всего три:
- с применением эффекта Холла;
- резистивный;
- с использованием трансформаторов — вот, например.
Последний способ подходит для измерения только переменного тока. Каждый из вышеперечисленных типов датчиков имеет свои недостатки, которые несколько сужают области их применения. Резистивные датчики (использующие закон Ома) являются наиболее точными при измерении сравнительно небольших токов, а также более доступными. Но если проходящий через датчик электроток начинает увеличиваться, то прибор постепенно разогревается, что вынуждает использовать резисторы повышенной мощности с паразитарной индуктивностью. Точность измерений в свою очередь существенно снижается.
Если использовать малоиндуктивные резисторы, то они обойдутся дороже, но зато электроток можно измерять с точностью до одного мегагерца. Но после освобождения измерительного резистора от напряжения его следует усилить, подвергнуть обработке и т. п., что возможно осуществить с помощью электронных усилителей. Такие элементы обладают повышенной чувствительностью к наводкам электромагнитного типа от цепей, по которым проходит ток большой величины. Результаты измерений вследствие этого также существенно искажаются. Вдобавок к этому подобные измерительные схемы полностью лишены гальванической развязки.
Эффект Холла, как известно, ученые открыли в прошлом столетии. Суть его следующая: если в магнитное поле перпендикулярно поместить полупроводник, то на обоих его концах возникнут различные потенциалы. На измеряемую электрическую цепь подобные датчики не влияют абсолютно никак.
Первые в мире датчики для промышленных целей, использующие эффект Холла, были выпущены в 60-х годах прошлого века. Они были исполнены по гибридной или интегральной технологии, но стоили довольно дорого, поскольку полупроводниковое производство тогда только начинало удешевляться. Полупроводниковая промышленность только в 90-х годах сумела собрать достаточный технологический потенциал, благодаря чему началось массовое производство специализированных микросхем, в том числе основывающихся на эффекте Холла. Как результат, гораздо доступнее стали датчики переменного тока, датчики постоянного тока и т. д.
