一個封閉金屬導體內，有一個穩恆電流，如何從外部得到電流大小？

Patrick Zhang2018-06-13 16:28:51

題主的這個問題有點意思。

不過，給題主提個建議：以後提類似問題時，最好給一張附圖，以說明基本情況。事實上，一圖抵千字，可見附圖的重要性。

由於無法知道題主想表達的本意是什麼，也不想猜測，我就把我過去做的一個類似試驗說明一下吧。

我們看下圖：

此圖是中壓或者低壓開關櫃斷路器的外部搭接母線，由於搭接母線與斷路器的一次端子的搭接處容易出現過熱，所以需要測量它的搭接點溫度。

搭接母線的電壓很高，中壓一般為10kV，低壓為400~690V，電壓如此之高，一般的測量方法均無法使用，所以測溫裝置的引出線要用光纖，透過數字訊號把溫度值給傳輸出來。

問題來了：由於開關櫃投運後，在一般情況下不能停機。一旦停機，整個廠區就沒有了電能供應，生產將陷於停頓，損失巨大。測溫裝置的電能供應依靠的是電池，而電池當然存在供電持續時間的問題。

於是，類似題主的問題出現了：在不開啟密閉的開關櫃鋼結構櫃門的條件下，我們怎麼確定電池供電持續時間？

某次，一位供應商來公司介紹他們的類似產品。介紹者頭頭是道地講了很久，等他講完後，我提了兩個問題：

第一個問題是如何測量電池剩餘供電時間？第二個問題是測溫裝置輸出資料的迴圈時間有多長？

第二個問題的意義在於：如果迴圈時間足夠短，外部的顯示裝置就能顯示實時的母線溫度，然而測溫裝置內部電池的持續工作時間也會降低，所以這個問題的背後考核的是電池的品質和測溫電路設計的優劣程度。

提問後，這位介紹者愣住了。經過多次電話溝通，他最後告訴我，電池能工作2年，而測溫是2個小時一次。我告訴他：你去騙外行吧！我們的系統中要求10分鐘迴圈測量一次。

接著我向他索要了電路圖，以及資料通訊的完整模式，然後以此為基礎進行計算，得到的結果是：即便2小時迴圈一次，2節7號電池供電時間只有25天！

可見熟練掌握模電、數電和資料通訊技術的重要性！

解決的辦法是什麼？

既然光纖能進行資料通訊，當然也能透過光纖把光訊號傳輸到測溫裝置內。我們把測溫裝置內部的普通電池換成可充電電池，同時在測溫裝置內安裝一套光電轉換電路，這樣就能讓電池得到持續的電能補充，由此解決問題。有意思的是，我在學校裡讓學生選擇這個專案作為畢設課題，並且得到了很好的實操驗證。

回到題主的問題上來。

感覺題主要問的可能不是具體運用，只是簡單的物理推理而已。如果確實如此，這個問題的實用價值就不大了。

如果題主的確想了解實際運用，可以透過感測器技術，把電流資訊外傳，以得到真實的電流值。至於是何種感測器，就留給題主去思考吧。

給題主提個醒：

第一：如果電流值很大，那麼測量起來相對容易。如果電流值很小，例如連1毫安都不到，那麼測量起來難度就比較大。

第二：測量電流訊號往往是透過磁場實現的，這就與金屬的導磁性密切相關了。如果金屬是銅、鋁類材料，測量會容易一些；如果金屬是鐵和鋼，則測量的難度極大。

第三：建議題主做一個試驗：在鋁塊（或者鋁盒）內部安裝電池以及發光二極體。當鋁塊封閉後，我們能從安裝在鋁塊上的發光二極體知曉電池的工作狀況。接著就設計一套裝置，從鋁塊外部測量出電池的工作電流，並與實際電流做比較。注意到發光二極體的工作電流在10毫安上下。

透過此試驗，題主的疑問應當都會解決。

結論：少一些推理和思想試驗，多一些實操。透過實操來掌握技術和知識，所獲得的啟示和經驗將終身受益。

陳強2018-06-13 17:07:31

封閉金屬體……管狀知道電流方向的話可以用霍爾電流感測器，完全密閉的可以在內部採用磁傳遞，或者振動傳遞把資訊傳遞出來

匿名使用者2018-06-14 12:04:05

很難說啊！有金屬遮蔽沒有預留檢測埠，根本測不出來。

方法有兩個：

①用公式計算〈這個必須要知道內部的電氣接線圖〉。

②買專業工具測〈懂電力電子也可以自己接線測〉，比如電流表，手搖式測電錶等。

Eric2018-06-14 16:03:06

首先，你這金屬球接不接地。

題主先把這兩種情況弄清楚，不然沒法回答。

水果露仁2018-06-14 17:00:24

霍爾電流感測器

霍爾器件

是一種採用半導體材料製成的磁電轉換器件。如果在輸入端通入控制電流IC，當有一磁場B穿過該器件感磁面，則在輸出端出現霍爾電勢VH。

霍爾電勢VH的大小與控制電流IC和磁通密度B的乘積成正比，即：VH=KHICBsinΘ

霍爾

電流感測器

是按照霍爾效應原理製成，對安培定律加以應用，即在載流導體周圍產生一正比於該電流的磁場，而霍爾器件則用來測量這一磁場。因此，使電流的非接觸測量成為可能。

透過測量霍爾電勢的大小間接測量載流導體電流的大小。因此，電流感測器經過了電－磁－電的絕緣隔離轉換。

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