Stromsensoren sind Bauteile, um den Stromfluss in einem elektrischen Schaltkreis zu messen. Sie können auch als Stromwandler oder Current Sense Transformers bezeichnet werden. Sie sind in einer Reihe von Arten zum Messen von Wechselstrom und Gleichstrom-Flüssen verfügbar, einschließlich Hall-Effekt, Rogowski-Spulen und Transformatoren. Stromsensoren haben keinen direkten elektrischen Anschluss an den überwachten Strom, was eine galvanische Isolation des Messkreislaufs ermöglicht.

Stromsensoren arbeiten entweder in Kreisläufen mit offener oder geschlossener Schleife. Kreisläufe mit offener Schleife sind normalerweise billiger als die Alternativen mit geschlossener Schleife, aber weniger genau. Sensoren in offener Schleife verwenden die Erkennungs-Spannung, um den Stromfluss direkt zu erhalten. Dies kann zu Ungenauigkeiten führen, die von nicht-Linearität in dem Sensor, Sättigungseffekten und Temperatur-Verschiebungen verursacht werden. Sensoren in geschlossenen Schleifen verwenden die Erkennungs-Spannung von der Primärspule, um einen entgegengesetzten Strom in die Sekundärspule auf dem selben Kern einzuspeisen. Der Strom wird von der Feedback-Schleife so angepasst, dass er den vom Primär-Schleifenstrom erzeugten Fluss ausgleicht. Das Ausgleichen auf diese Art beseitigt den Effekt von Temperaturverschiebung und Sättigung und ermöglicht es, durch eine Überwachung des Sekundärstroms genauere Messungen zu machen. Die zusätzliche Komplexität führt zu höheren Kosten. Detektoren mit geschlossenen Schleifen werden auch als Null-Fluss-Sensoren oder Null-Detektoren bezeichnet.

Ein Hall-Effekt-Sensor erkennt Magnetfluss, der vom Strom in dem Leiter verursacht wurde, der durch Induzieren eines Stromflusses in eine Abtastspule gemessen wird. Das Bauteil wird in einer Lücke im Kern der Abtastspule platziert und gibt eine Hall-Spannung aus, die zum Strom der Spule in folgendem Verhältnis proportional ist:

Vh = Rh * (I/t * B)

Wobei:
VH die Hall-Spannung in Volt ist.
RH ist der Koeffizient des Hall-Effekts
I ist der Stromfluss durch den Sensor in Ampere
t ist die Dicke des Sensors in mm
B ist die Dichte des Magnetflusses in Teslas

Das Ausgabe-Signal für lineare (analoge) Sensoren wird direkt von der Ausgabe eines am Sensor befestigten Betriebsverstärkers genommen. Ein System mit offener Schleife verwendet die Spannungs-Ausgabe des Hall-Effekts, um den Strom direkt zu messen. Ein System mit geschlossener Schleife wandelt die Spannung des Hall-Effekts in einen Strom um, der die Sekundärspule antreibt, um einen Fluss-Ausgleich zu erreichen, wie vorher beschrieben.

Eine Rogowski-Spule ist eine spezielle, kernlose, schraubenförmige Spule, die um einen geraden Drahtleiter gewickelt wird, der selbst vom Ende der Spule zurückkehrt, die den stromtragenden Leiter umgibt. Der Strom wird durch Integrieren der induzierten Spannung quer über die Enden des Drahtes der Anordnung abgeleitet. Sie sind der kostengünstige Weg, den Wechselstrom zu messen. Sie können wegen ihrer geringen Induktanz Hochgeschwindigkeits-Stromimpulse messen. Sie sind auch in der Lage, starke Ströme zu messen, da sie keinen Kern haben, der sonst gesättigt würde. Spezielle ADCs sind verfügbar mit Integratoren, um diesem Wert zu messen. Rogowski-Spulen-Sensoren werden in Anwendungen wie Hochleistungs-Schweißsystemen, Kurzschluss-Prüfung und Starkstrom-Messtechnik verwendet.

Shunt-Widerstände können mit einer Spannungsversorgung in Serie geschaltet werden, um den Stromfluss abzutasten. Ein durch ein Shunt fließender Strom erzeugt ein Spannungspotential, das direkt proportional zu dem Produkt des Stroms und des Shunt-Widerstandes ist. Dies kann von einem analog-digital-Wandler (ADC) gemessen und abgegriffen werden. Für diese Funktion sind spezielle Shunt-Widerstände mit geringer Impedanz (mOhms) verfügbar.

Transformatorstrom-Sensoren (auch Stromzangen-Messflügel genannt) dienen dazu, Wechselstrom zu erkennen und zu messen. Sie werden normalerweise in Anwendungen wie Testgeräten verwendet, wo ein gespaltener Ferrit- oder Weicheisenring einen Leiter mit einem zu messenden Strom umgibt. Ein Draht wird um das Kernmaterial gewickelt und erzeugt mit dem einzelnen Draht, den er umgibt, einen Stromwandler. Diese sind hervorragend geeignet zum Messen von Starkstrom, sind jedoch nicht sehr gut zum Messen von kleinen Wechselströmen.