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霍尔电流传感器测量电流

2022-04-09 15:28分类:传感器 阅读:

 

霍尔元件电流传感器归类

霍尔元件电流传感器在精确测量方法上还可以分成二种,开环增益式霍尔元件电流传感器和闭环控制式霍尔元件电流传感器。这2种类别的感应器结构类型而言闭环控制式感应器比开环增益式多了一个电磁线圈,在精确度上闭环控制式要好于开环增益式。

电流量根据电导体造成电磁场,霍尔元件接近电导体检验其磁化强度,根据磁化强度测算电流量。

闭环控制霍尔元件电流传感器特性要好于开环增益霍尔元件电流传感器,能够精确测量随意波型的电流量、主副线圈间肯定电气隔离、电气设备检测范围宽、响应速度短,在交直流电源精确测量中均可运用。

依据霍尔电压与磁感应强度的正比例关系,设计方案设备,给予稳定的操纵电流量,那麼霍尔元件电流量的高低就只接到磁化强度一个要素的危害,从而霍尔电压的改变能够反映磁化强度的转变。而电磁场是由相对应电流量形成的,与电流量具备确定的连动关联。这就是运用霍尔传感器精确测量电流强度的基本概念。

霍尔电流传感器测量电流

霍尔效应从其本质上讲是运作的自由电子在电磁场中受洛仑兹力功效造成的偏移。当自由电子(电子器件或空穴)被管束在液体原料中,这类偏移就致使在竖直电流量和磁场的方向上造成正负电荷的聚集,进而产生额外的横着静电场。

边主控制回路有一被测电流量I1,将造成磁通量Φ1,被副边赔偿电磁线圈根据的电流量I2所造成的磁通量Φ2开展赔偿后维持磁平衡状态,霍尔元件元器件则自始至终处在检验零磁通量的功效。因此称之为霍尔元件磁赔偿电流传感器。这类优秀的基本原理方式好于直检基本原理方式,突显的特点是响应速度快和测量精度高,尤其适用柔弱电流量的检验。

当赔偿电流量I2穿过精确测量电阻器RM时,在RM两边转化成工作电压。作为感应器精确测量工作电压U0即:U0=I2RM

因为磁赔偿式电流传感器务必在磁芯上绕不计其数匝的赔偿电磁线圈,因此成本上升;次之,工作中电流量耗费也相对提升;但它却具备直检式不能类比的较高精密和快速响应等优势。

开环增益式霍尔元件电流传感器精确测量基本原理

开环增益式霍尔元件电流传感器由变压器铁芯、霍尔元件集成ic、运算放大器等重要电子器件组成。当电流量越过变压器铁芯的时候会在变压器铁芯上磁感应出电磁场,变压器铁芯将电磁场集聚于缺口处被霍尔元件电子器件磁感应到,进而磁感应出对应的工作电压,该工作电压被运算放大器解决后輸出,运算放大器所导出的电流数据信号和原边电流量达到一定的线性相关,进而将被测电流量数据信号转换为电流数据信号,单片机设计取样该工作电压数据信号就可估算出被测电流量的尺寸,进而完成精确测量电流量的功效。开环增益式霍尔元件电流传感器又叫直测式。因为容积受到限制,很多射频收发器的霍尔元件电流量集成ic全是用开环增益精确测量基本原理,如ACS712、ACS758等。

霍尔电流传感器测量电流

闭环控制霍尔元件电流传感器原理

与开环增益霍尔元件电流传感器对比,闭环控制霍尔元件电流传感器多了一个赔偿电磁线圈,该电磁线圈盘绕在变压器铁芯上。当电流传感器根据变压器铁芯时,变压器铁芯磁感应出电磁场,霍尔元件电子器件将电磁场转换成工作电压,该工作电压被运算放大器解决后光耦电路造成一个赔偿电流量,该赔偿电流量流经电感造成一个电磁场,该电磁场与原边电流量形成的电磁场尺寸相同方位反过来,进而相抵原边电磁场,处在磁平衡状态。因此该赔偿电流量便是原边电流量放缩后的,放缩占比与赔偿电磁线圈的匝数呈线性相关。闭环控制式霍尔元件电流传感器又叫等效替代法法。

霍尔电流传感器测量电流

霍尔元件电流量重要电子器件-霍尔元件电子器件

在霍尔元件电流传感器中,霍尔元件电子器件是重要电子器件,其功能危害着商品的特性。霍尔元件电子器件的效果是将一定区域内的磁通量转换成电流数据信号。如下图所显示,霍尔元件电子器件将50mT内的磁通密度转换成电流数据信号。因此采用该集成ic时,一定不能让变压器铁芯造成的磁通密度超出50mT。

霍尔电流传感器测量电流

霍尔元件电流量重要电子器件-变压器铁芯

霍尔元件电流传感器是由构造和电源电路相互配合的一个商品,这在其中,霍尔元件电子器件的高宽比、部位,变压器铁芯的原材料、长短、横截面积都影响着商品的特性。在产品设计时,一定要留意严苛依据检测范围测算变压器铁芯的等效电路长短、变压器铁芯的横截面积、磁隙间隔及其霍尔元件集成ic的高宽比。自然这些的测算是设计方案霍尔元件电流传感器中最主要的一部分。

霍尔电流传感器测量电流

霍尔元件电流传感器精确测量全过程常见问题

霍尔元件电流传感器无论是开环增益或是闭环控制基本原理,基本上的特性差别并不大,优势取决于响应速度快、超低温漂、高精度、体型小、频段宽、抗干扰性强、负载水平强。

霍尔元件电流传感器精确测量全过程常见问题:

1、原边输电线应置放于感应器内螺纹核心,尽量不必放偏;

2、原边输电线尽量彻底装满感应器内螺纹,不必留下间隙;

3、必须检测的电流量应贴近于感应器的规范额定电流IPN,不必相差太多。如标准限制,手头上仅有一个额定电流很高的感应器,而欲精确测量的电流又小于额定电流许多,为了更好地提升测量精度,能够把原边输电线多绕两圈,使之贴近额定电流。比如当用额定电流100A的感应器去精确测量10A的交流电时,为提升精密度可将原边输电线在感应器的内螺纹核心绕十圈(一般状况,NP=1;以内孔中绕一圈,NP=2;……;绕九圈,NP=10,则NP×10A=100A与控制器的额定电流相同,进而可提升精密度);

4、当欲精确测量的电流为IPN/10的时,在25℃依然还可以有较高的精密度。

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