В современной электротехнической промышленности очень важным является качественное дистанционное измерение токов. Датчик тока и напряжения позволяет решать эту задачу дистанционно. Данная функция применяется в электронике, электротехнике, энергетике, при диагностике цепей, для определения величины токов, управления запуском схем защиты, при выявлении отказов в работающем оборудовании. При всем многообразии способов измерений можно выделить три наиболее часто используемых:
1. Резистивный.
2. Основанный на использовании эффекта Холла.
3. Основанный на применении трансформаторов тока.
Способ, с использованием трансформаторов тока может быть применен только к переменному току. Все три типа датчиков не лишены недостатков, которые ограничивают их сферы применения. Датчики, основанные на законе Ома (резистивные) – самые доступные и точные при относительно небольших токах. Однако при увеличении тока, проходящего через датчик, происходит его значительный разогрев, что требует применения более мощных резисторов, которые имеют паразитную индуктивность. Все это снижает точность измерений. При применении малоиндуктивных резисторов повышаются расходы, но появляется возможность измерения токов вплоть до единиц мегагерц. Но, кроме этого, после снятия напряжения с измерительного резистора, его необходимо обработать, усилить и т.д., что осуществляется электронными усилителями. Эти устройства очень чувствительны к электромагнитным наводкам от цепей с протекающим по ним большим током, что также исказит результат измерений. Помимо этого, такие схемы измерений не имеют гальванической развязки.
Эффект Холла был открыт еще в прошлом веке. Смысл его состоит в том, что если отрезок полупроводника поместить перпендикулярно в магнитное поле, то на его концах появится разность потенциалов. Такие датчики не влияют на измеряемую цепь. Первые датчики, пригодные для использования в промышленности на основе этого эффекта были изготовлены только в 60х годах 20-ого века. Они имели интегральное или гибридное исполнение, но были дороги, так как сама технология полупроводников еще только делала первые шаги по удешевлению своей продукции. Только к 90 годам полупроводниковая промышленность накопила необходимый технологический потенциал, позволивший начать массовый выпуск специализированных микросхем, использующих в своей работе также и эффект Холла. Стали доступными такие специализированные устройства, как датчик постоянного и переменного тока и т.д.
