尽管有许多仪器可以准确地丈量小的直流电流(最大3A)，但很少有仪器可以准确地(好于1%)丈量50A以上的直流电流。这么大的电流规模是电动汽车(EV)、电网能量存储和光伏(光电)可再生能源设备等的负载典型值。别的，这些体系需求准确地猜测相关能量存储电池的电荷状况(SOC)。对电荷状况的估量可以依据电流和电荷(库伦计数)丈量完成，而准确的丈量数据关于准确的电荷状况估量来说是必要条件。
一般来说，用于电流或电荷丈量的任何体系都规划包含有内置数据收集部件，如适宜的扩大器、滤波器、模数转换器(ADC)等。电流传感器用于检测电流。电流传感器的输出需求经过一个电路转换成可用的办法(即电压)。接着对信号进行滤波，以削减电磁和射频搅扰。然后进行扩大和数字化。再将每个电流数据样本乘以适宜的时刻距离，(经过数字化核算)累加算出电荷值。
另一方面，假如以安稳不变的频率进行数字化，那么首要累积的电流样本，然后当累积电荷值被读出或以某种办法利用时才乘以适宜的时刻距离。一起需求考虑挑选适宜的最小奈奎斯特采样率，并在模数转换器之前运用满意窄的抗混叠滤波器。
图1:典型的现代电流丈量体系中的信号链。
用于大电流丈量的实用性传感器技能
在用于丈量大电流的技能中，有两种传感器技能最常见。第一种技能是检测承载电流的导体周围的磁场。第二种技能是丈量承载待测电流(和电荷)的电阻(常常称之为分流器)上的压降。这个压降遵从欧姆定律(V = I × R)。
用于大电流丈量的器材一般称为霍尔效应电流传感器。这种传感器内置有一个载流元件。当电流和外部磁场施加于该元件上时，元件两边会出现一个垂直于电流方向并垂直于外部磁场方向的压差。一般金属中的霍尔效应压差值很小。值得注意的是，并不是一切丈量载流导体周围磁场的直流电流传感器都是依据霍尔效应。下面会扼要介绍它们之间的差异。
大电流霍尔效应传感器
为了做成一个带霍尔效应器材的电流传感器，需求用一个磁芯将导体电流周围的磁场会集起来，一起这个磁芯中要开一个槽，用于包容实践的霍尔元件。尺度相对较小的槽(相关于整个磁路长度而言)会构成一个挨近均匀且垂直于霍尔元件平面的磁场。当霍尔元件取得电流能量时，将发生一个正比于励磁电流和磁芯磁场的电压。这个霍尔电压经扩大后从电流传感器的输出端输出。
图2:导体周围磁场、线性开环霍尔效应传感器和闭环传感器示意图。
因为载流导体和磁芯之间没有电气上的衔接(耦合的仅仅磁场)，传感器实践上是与待测电路阻隔的。载流导体或许有很高的电压，而霍尔效应电流传感器的输出可以安全地衔接到接地电路，或衔接到相对载流导体恣意电位的电路，因而供给满意最严厉安全规范的空隙与爬电值也相对比较简略。
但是，这种线性传感器也存在一些缺陷。其间最不重要的缺陷或许是霍尔效应传感器要求安稳励磁电流这个现实。别的，处理来自霍尔效应传感器的信号的扩大和调理电路一般要耗费明显的能量。当然，这个能耗或许不那么明显，要看详细的运用。尽管如此，用于接连丈量电流的霍尔传感器能耗也不能小至毫瓦级。
霍尔效应传感器：漂移大，可用作业温度规模小
因为典型的线性传感器输出是按份额量测的(不只取决于被测的磁场强度，并且取决于励磁电流值)，励磁电流的安稳性将极大地影响待测电流起伏以及没有电流活动时的零偏移。一般来说，后两者都取决于供电电压的安稳和温度改动(因为影响励磁电流和霍尔电压自身的霍尔传感元件电阻取决于作业温度)。
丈量励磁电流并在输出中考虑该要素的传感器变种是或许的。但它要求精细的外部元件和较大的处理电路。并且霍尔电压是待测磁场的非线性函数，这进一步添加了传感器的差错。
因为在不同条件下会发生不同的差错，大多数线性霍尔效应器材制造商会将总的差错分解成许多独自的重量。有时很难核算总的组成差错。
闭环电流传感器
为了处理霍尔传感元件的非线性问题，业界开宣布了别的一种技能。这种技能依赖于检测传感磁芯中磁场的有无或符号，而不是丈量这种磁场的强度。别的，它能避免因为霍尔元件中不安稳的励磁电流引起的丈量差错。
这种技能是在磁芯上添加一个绕组，用于发生符号相反的磁场，但强度与待测电流发生的磁场彻底持平。现在霍尔传感元件仅用于检测磁场符号而不是磁场强度。这个绕组衔接在有运放的电路中。该电路保持这种补偿绕组中的电流并使霍尔传感器感知到的磁场为零。补偿绕组中的电流要比待测导体中的电流小许多倍(或许超越1000倍)，这个功用只需在制造绕组时在磁芯上多绕几匝就可以完成，并且匝数可以得到准确操控。
鉴于补偿绕组在运放反应环路中的效果，这种电流传感器常常被称为“闭环”传感器。相反，前述简略的线性霍尔效应传感器常常被认为是“开环”传感器，以便强调在它们的作业过程中不存在反应机制。
在霍尔效应器材中，不能将检测零磁场时的(偏移)差错减小到恣意小的值，这是因为各种漂移、并且大多数是因为温度相关性漂移的原因。这也是为何一些较高功用的电流传感器选用的技能不依赖于霍尔效应的原因。但是，这些传感器一般仍被称为霍尔效应传感器，这仅仅因为它们在外观上与霍尔效应器材十分相似算了。
其它磁场检测器
在非霍尔器材中，有些依据各种物理现象的传感器可以用来履行磁场检测器的功用。其间一种技能依据的是磁阻效应，即当向传感器施加一个磁场时，传感器的电阻会发生改动。
别的一种磁场检测器用的技能利用了铁氧体在磁场强度(用H表明)、磁通量密度(用B表明)和一种被称为饱满的特别现象之间所出现出来的非线性特点。当H场添加时，磁通量密度B最终将到达一个不再明显添加的点–这个点被称为饱满点。一些特别配方做成的资料具有十分低的饱满点，它们被广泛用于称为磁通门的器材。
现实上，一个依据磁通门的传感器可以将一个安稳的磁场转换成一个在满量程和简直零之间替换改动的“选通式”或“削砍式”磁场。这种磁场改动可以很简略地被磁芯上的一个绕组拾取到，然后经沟通扩大器进行扩大。最终运用所谓的同步检测(因为电路自身会操控削砍动作)技能康复出正比于待测安稳磁场的值。
值得注意的是，这种传感器的机械结构和相关电路的复杂性远高于闭环传感器。别的，它们的作业难度很高–当传感器没有取得能量，或许因为与外部检测电阻的松懈衔接导致补偿绕组电路开路的条件下进行电流丈量–常常导致偏移和增益目标的不行康复。因为补偿绕组不能抵消来自待测电流的磁场，这种传感器中的磁性元件将会永久磁化。
需求精细电阻
闭环传感器的输出信号便是补偿绕组中的电流(它的值要比待测电流小许多倍)。这个电流一般要被转换成电压值，再作进一步处理和数字化。这时只需运用一般电阻即可。
但是，这种电阻的精度和安稳性将直接影响闭环电流传感器的精度和安稳度。假如运用1%精度的检测电阻，那么根本精度规定为0.0.01%的闭环传感器很快会下降到1%精度。
但购买到必定商用数量且精度高于0.01%的电阻是很难的，即便它们仅仅作业在很窄的温度规模内。
大电流分流
如前所述，第二种电流丈量技能选用电阻上的压降。在依据欧姆定律确认电流时，需求考虑一组共同的要素，详细跟电流巨细有关。关于相对较小的电流，分流电阻上的压降可以做得相当大，以战胜因为检测衔接和分流电阻的散热原因或源自作业环境构成的温差构成的任何差错。但是，当电流超越50A时，热量宣布和热电差错是最重要的。相同，因为分流电阻总是会被流过的电流加热，并且或许作业在温度不安稳的环境中，分流电阻阻值相关于温度的安稳性就显得特别重要。
分流器的物理组成
初看起来分流器材是一个简略的电阻。一些在体积电阻率、(温度和时刻)安稳性和适宜机械外形方面具有恰当特点的导电资料可以用作分流电阻。低精度的分流电阻可以彻底是一段长度的导线或用适宜的合金构建的矩形形状，并简略地与载流导体串联焊接(或以某种电气衔接)在一起。但是，将这样的分流元件刺进丈量电路而不影响其阻值简直是不或许的(因为存在衔接点焊料数量的改动，或衔接机械细节方面的改动)。
别的，依据安稳性的原因，以分流电阻任何给定横截面内的电流密度大部分均匀的办法摆放分流电阻是十分有利的。这样能避免构成所谓的热门–界说为温度比资料其它部分更高的分流电阻内部区域。除了简略的电阻改动外，热门处上升的高温或许将阻性资料带到退火点温度，在这个温度点(经过细心操控化学成分和处理完成的)资料阻值或许开端永久改动。
即便热门的实践存在不会影响精度，但在校准分流电阻时不或许保证它们在彻底相同的当地构成。因而分流电阻的规划包含了在阻性资料的横截面上、或在单个并联阻性部分和每个部分内部之间平均分配电流的办法。
这正是大多数较高精度的分流电阻由三个不同部分组成的原因：两个区域是端子，用于接入电路(简直总是用厚的高导电率资料做成，比方铜)，别的一个区或多个并联区组成了分流电阻的大部分。两个端子区之间用电阻段或运用焊接或冶金工艺的段进行衔接，具有十分均匀的接缝。
精细分流电阻的阻性部分(也称为有用部分)资料有必要具有对温度依赖性低的阻抗特性。因为具有适宜的电阻和低温电阻系数(TCR)，用于精细分流电阻的最常见合金之一是Edward Weston(因开宣布电化学电池-韦斯顿电池而出名)于1892年开发的锰铜。
分流电阻中的散热
电阻宣布的热量正比于电流的平方和电阻(W = I2 × R)。举例来说，一个1mΩ的分流电阻在流经50A电流时的功耗为2.5W，这个功耗在有适中散热器和停止空气条件下是一个可控的值。相反，当电流为1kA时，相同这个分流电阻将耗散1kW的热量，这个热量需求很大物理尺度并且或许强制风冷(或液冷)的设备。
图3:分流电阻中宣布的热量与电阻和电流之间的联系。
图4:分流电阻中宣布的热量与满刻度输出电压和电流的联系。
从上面的图中应该可以清楚地看到，在给定电流条件下削减分流电阻中宣布热量的仅有办法是减小其电阻。但是，这也会下降分流电阻上测得的电压值，信号将变得对分流电阻和检测电路中引起的差错愈加灵敏，从而在小电流情况下导致精度的劣化。
分流丈量办法中的差错源
高的作业温度和分流电阻中的温差将对增益和偏移差错发生负面影响。关于依据分流的丈量体系而言，不只环境温度起效果，并且丈量的电流自身也会起效果，因为大电流会加热分流电阻。
尽管分流元件的电阻(有用)部分是用低TCR的资料做的，但高的作业温度将不行避免地促进阻值违背校准值，不管这个改动有多小。这将发生灵敏度(增益)差错。
因为分流电阻结构中运用了不同的资料(也便是说，衔接端子和检测导线的资料一般不同于分流电阻的阻值部分资料)，存在所谓的热电差错(比方塞贝克效应)，它会影响偏移差错(当实践电流为零时陈述有电流读数)。因为分流电阻的散热效应可以丈量，并且可以用一种可猜测的办法进行表达，一些依据分流电阻的体系可以补偿导致偏移和增益差错的分流电阻热效应。在任何情况下，当规划一个如图1(典型的现代电流丈量体系的信号链)所示的依据分流电阻的电流丈量体系时，需求细心挑选可以供给最小差错和漂移的元件。
挑选正确的丈量办法
关于丈量大的直流电流来说，最根本的问题是丈量精度和本钱。其它重要的考虑要素包含：作业环境(特别是温度规模)，功耗，尺度和耐用性(考虑或许的过载，瞬变和无鼓励作业)。为了判别任一给定办法的丈量精度，考虑在一切相关的极点作业条件下一切或许的差错源很重要。
表1:电流分压器的比较。
