Sensor arus fluxgate mengukur arus dengan memanfaatkan hubungan nonlinier antara intensitas induksi magnet dan intensitas medan magnet inti magnet permeabilitas tinggi di bawah eksitasi saturasi medan magnet bolak-balik yang dihasilkan oleh arus yang diukur.
1. Hukum Faraday:
Hukum Faraday adalah hukum yang menggambarkan gaya gerak listrik yang diinduksikan pada suatu konduktor. Artinya, ketika sebuah konduktor melewati medan magnet, gaya gerak listrik diinduksi pada kedua ujung konduktor. Menurut hukum Faraday, jika sebuah konduktor mempunyai panjang L, kecepatan v, dan bergerak tegak lurus terhadap arah medan magnet, gaya gerak listrik induksi dapat dinyatakan sebagai ε=B·L·v, dimana B adalah kekuatan medan magnet.
2. Efek gerbang fluks:
Efek fluxgate berarti bahwa ketika intensitas induksi magnet dalam suatu konduktor berubah, fluks magnet yang melewati konduktor tersebut berubah. Menurut efek fluxgate, fluks magnet Φ suatu konduktor dapat dinyatakan sebagai Φ=B·A, dengan Φ adalah fluks magnet, B adalah kuat medan magnet, dan A adalah luas penampang konduktor konduktor.
3. Prinsip sensor arus fluxgate:
Sensor arus fluxgate memanfaatkan hukum Faraday dan efek fluxgate untuk mengukur arus. Ini terdiri dari sepasang inti magnetik dan konduktor.
Dalam sensor arus gerbang fluks, arus melewati kawat yang dililitkan pada satu atau lebih cincin magnet, membentuk gerbang fluks toroidal. Ketika arus yang melalui kawat berubah, intensitas induksi magnet dari gerbang fluks juga berubah. Inti magnetik sensor memandu medan magnet yang dihasilkan oleh arus terukur ke gerbang fluks, sehingga mengubah intensitas induksi magnetik di celah udara fluks.
Perubahan intensitas induksi magnet ini menyebabkan perubahan fluks magnet pada gerbang fluks sehingga menimbulkan gaya gerak listrik induksi pada gerbang fluks. Gaya gerak listrik yang diinduksi ini dapat dideteksi dengan mengukur tegangan pada gerbang fluks.
Untuk meningkatkan sensitivitas dan akurasi sensor, beberapa lilitan belitan sering kali dililitkan pada inti besi gerbang fluks. Peningkatan jumlah lilitan setara dengan penguatan medan magnet yang dihasilkan oleh arus pengukuran, sehingga meningkatkan gaya gerak listrik induksi gerbang fluks.
Terdapat hubungan linier antara tegangan keluaran sensor dan arus yang diukur, yang dapat ditentukan secara akurat melalui kalibrasi. Kalibrasi dapat dilakukan dengan menggunakan nilai arus yang diketahui dan nilai tegangan keluaran yang sesuai, dan kurva kalibrasi yang akurat dapat diperoleh melalui pemasangan.
Singkatnya, sensor arus fluxgate memanfaatkan hukum Faraday dan efek fluxgate untuk mengukur arus. Ini memandu medan magnet yang dihasilkan oleh arus yang diukur ke gerbang fluks, sehingga menyebabkan intensitas induksi magnetik di celah udara fluks berubah, sehingga menyebabkan gaya gerak listrik yang diinduksi pada gerbang fluks. Dengan mengukur tegangan pada gerbang fluks, besarnya arus yang diukur dapat ditentukan. Sensor arus fluxgate memiliki karakteristik akurasi tinggi, respon cepat dan linearitas yang baik, dan banyak digunakan dalam sistem tenaga, otomasi industri, kendaraan listrik dan bidang lainnya.
