電流可以通過直接連接來測量，也可以通過感測電荷載流子流動產(chǎn)生的磁場來間接測量。下一節(jié)討論的直流電流測量傳感器。
    分流電阻
    直接連接電流傳感是一種經(jīng)過驗證的測量交流和直流電流的方法。電流通過已知值的分流電阻器。分流電阻兩端的電壓降與流動的電流成正比，如眾所周知的歐姆定律 (V = R × I) 所描述的那樣，并且可以將其放大和數(shù)字化，從而準(zhǔn)確表示電路中流動的電流。
    分流電阻傳感是一種廉價、準(zhǔn)確且功能強(qiáng)大的方法，用于測量 mA 至 kA 的電流，理論上具有無限的帶寬。然而，該方法存在一些缺點(diǎn)。
    當(dāng)電流流經(jīng)電阻器時，會產(chǎn)生與電流的平方成比例的焦耳熱。這不僅會導(dǎo)致效率損失，而且自加熱會改變分流電阻值本身，從而導(dǎo)致精度下降。為了限制自熱效應(yīng)，使用低阻值電阻。然而，當(dāng)使用小電阻時，傳感元件兩端的電壓也很小，有時與系統(tǒng)的直流偏移相當(dāng)。在這些條件下，在動態(tài)范圍的低端實(shí)現(xiàn)所需的精度可能不是一項簡單的任務(wù)。的模擬前端具有超低直流偏移和超低溫度漂移，可用于克服小值分流電阻器的限制。然而，由于運(yùn)算放大器具有恒定的增益帶寬積，
    低值電流傳感分流器通常由特定的金屬合金制成，例如錳銅或鎳鉻合金，它們可以抵消其成分的相反溫度漂移，從而導(dǎo)致總體漂移達(dá)到數(shù)十 ppm/°C 的量級。
    直接連接直流測量中的另一個誤差來源可能是熱電動勢 (EMF) 現(xiàn)象，也稱為塞貝克效應(yīng)。塞貝克效應(yīng)是一種現(xiàn)象，其中形成結(jié)的至少兩個不同的電導(dǎo)體或半導(dǎo)體之間的溫差在兩者之間產(chǎn)生電勢差。塞貝克效應(yīng)是一種眾所周知的現(xiàn)象，廣泛用于熱電偶的溫度傳感。

    圖 2. 溫度梯度引起的分流器中的熱電動勢。（）
    在 4 線連接分流器的情況下，焦耳熱將在電阻合金元件的中心形成，并在銅傳感線的同時傳播，銅傳感線可能連接到 PCB（或不同的介質(zhì)），并且可能具有不同的溫度。
    傳感電路將形成不同材料的對稱分布；因此，負(fù)極和正極傳感線連接處的電勢將大致抵消。然而，熱容量的任何差異，例如連接到較大銅塊（接地層）的負(fù)傳感線，都可能導(dǎo)致溫度分布不匹配，從而導(dǎo)致熱電動勢效應(yīng)引起的測量誤差。
    因此，必須注意分流器的連接和產(chǎn)生的熱量的分布。
    磁場傳感 - 間接電流測量
    開環(huán)霍爾效應(yīng)
    該傳感器由高導(dǎo)磁率環(huán)構(gòu)成，感測電流線穿過該環(huán)。這將被測導(dǎo)體周圍的磁場線集中到霍爾效應(yīng)傳感器上，該傳感器插入磁芯的橫截面積內(nèi)。該傳感器的輸出經(jīng)過預(yù)處理，通常有不同的版本。常見的是：0 V 至 5 V、4 mA 至 20 mA 或數(shù)字接口。雖然以相對較低的成本提供隔離和高電流范圍，但精度通常不會低于 1%。
    閉環(huán)霍爾效應(yīng)
    由電流放大器驅(qū)動的導(dǎo)磁磁芯上的多匝次級繞組提供負(fù)反饋以實(shí)現(xiàn)零總磁通條件。通過測量補(bǔ)償電流，線性度得到改善，并且不存在磁芯遲滯，與開環(huán)解決方案相比，整體具有優(yōu)越的溫度漂移和更高的精度。典型誤差范圍低至 0.5%，但額外的補(bǔ)償電路使傳感器更加昂貴，有時帶寬也受到限制。
    磁通門
    是一個復(fù)雜的開環(huán)或閉環(huán)系統(tǒng)，通過監(jiān)測有意飽和磁芯的磁通量變化來測量電流。線圈纏繞在高磁導(dǎo)率鐵磁芯上，該鐵磁芯故意由對稱方波電壓驅(qū)動的次級線圈飽和。

    

    圖 3. 基于通量集中器和磁傳感器的開環(huán)電流傳感器。（）

 

    圖 4. 閉環(huán)電流傳感器工作原理示例。（）
    每當(dāng)磁芯接近正飽和或負(fù)飽和時，線圈的電感就會崩潰，并且其電流的變化率會增加。線圈的電流波形保持對稱，除非額外施加外部磁場，在這種情況下波形變得不對稱。通過測量這種不對稱性的大小，可以估計外部磁場的強(qiáng)度，從而估計產(chǎn)生磁場的電流。它具有良好的溫度穩(wěn)定性和低至 0.1% 的精度。然而，傳感器的復(fù)雜電子器件使其成為一種昂貴的解決方案，價格比其他隔離解決方案高出 10 倍。