霍爾電流電壓傳感器,變送器的基本原理與使用方法。
1.霍爾器件。
霍爾器件是一種采用半導(dǎo)體材料制成的磁電轉(zhuǎn)換器件,如果在輸入端通入控制電流IC,當(dāng)有一磁場(chǎng)B穿過(guò)該器件感磁面,則在輸出端出現(xiàn)霍爾電勢(shì)VH。
霍爾電勢(shì)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。
霍爾電流傳感器是按照安培定律原理做成,即在載流導(dǎo)體周?chē)a(chǎn)生一正比于該電流的磁場(chǎng),而霍爾器件則用來(lái)測(cè)量這一磁場(chǎng),因此,使電流的非接觸測(cè)量成為可能。
通過(guò)測(cè)量霍爾電勢(shì)的大小間接測(cè)量載流導(dǎo)體電流的大小霍爾電流傳感器,因此,電流傳感器經(jīng)過(guò)了電-磁-電的絕緣隔離轉(zhuǎn)換。
2.霍爾直流檢測(cè)原理。
如圖1-2所示,由于磁路與霍爾器件的輸出具有良好的線(xiàn)性關(guān)系,因此霍爾器件輸出的電壓訊號(hào)U0可以間接反映出被測(cè)電流I1的大小,即:I1∝B1∝U0。
我們把U0定標(biāo)為當(dāng)被測(cè)電流I1為額定值時(shí),U0等于50mV或100mV,這就制成霍爾直接檢測(cè)(無(wú)放大)電流傳感器。
3.霍爾磁補(bǔ)償原理。
原邊主回路有一被測(cè)電流I1,將產(chǎn)生磁通Φ1,被副邊補(bǔ)償線(xiàn)圈通過(guò)的電流I2所產(chǎn)生的磁通Φ2進(jìn)行補(bǔ)償后保持磁平衡狀態(tài),霍爾器件則始霍爾電壓傳感器終處于檢測(cè)零磁通的作用,所以稱(chēng)為霍爾磁補(bǔ)償電流傳感器,這種先進(jìn)的原理模式優(yōu)于直檢原理模式,突出的優(yōu)點(diǎn)是響應(yīng)時(shí)間快和測(cè)量精度高,特別適用于弱小電流的檢測(cè),霍爾磁補(bǔ)償原理如圖1-3所示。
伴隨著城市人口和建設(shè)規(guī)模的擴(kuò)大,各種用電設(shè)備的增多,用電量越來(lái)越大,城市的供電設(shè)備經(jīng)常超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn),用電環(huán)境變得越來(lái)越惡劣,對(duì)電源的“考驗(yàn)”越來(lái)越嚴(yán)重,據(jù)統(tǒng)計(jì),每天,用電設(shè)備都要遭受120次左右各種的電源問(wèn)題的侵?jǐn)_,電子設(shè)備故障的60%來(lái)自電源.因此,電源問(wèn)題的重要性日益凸顯出來(lái),原先作為配角,資金投入較少電流變送器的電源越來(lái)越受到廠商和研究人員的重視,電源技術(shù)遂發(fā)展成為一門(mén)嶄新的技術(shù)。
而今,小小的電源設(shè)備已經(jīng)融合了越來(lái)越多的新技術(shù),例如開(kāi)關(guān)電源,硬開(kāi)關(guān),軟開(kāi)關(guān),參數(shù)穩(wěn)壓,線(xiàn)性反饋穩(wěn)壓,磁放大器技術(shù),數(shù)控調(diào)壓,PWM,SPWM,電磁兼容等等,實(shí)際需求直接推動(dòng)電源技術(shù)不斷發(fā)展和進(jìn)步,為了自動(dòng)檢測(cè)和顯示電流,并在過(guò)流,過(guò)壓等危害情況發(fā)生時(shí)具有自動(dòng)保護(hù)功能和更高級(jí)的智能控制,具有傳感檢測(cè),傳感采樣,傳感保護(hù)的電源技術(shù)漸成趨勢(shì),檢測(cè)電流或電壓的傳感器便應(yīng)運(yùn)而生并在我國(guó)開(kāi)始受到廣大電源設(shè)計(jì)者的青睞。
電壓變送器霍爾傳感器是一種磁傳感器,用它可以檢測(cè)磁場(chǎng)及其變化,可在各種與磁場(chǎng)有關(guān)的場(chǎng)合中使用,霍爾傳感器以霍爾效應(yīng)為其工作基礎(chǔ),是由霍爾元件和它的附屬電路組成的集成傳感器,霍爾傳感器在工業(yè)生產(chǎn),交通運(yùn)輸和日常生活中有著非常廣泛的應(yīng)用。
霍爾電流傳感器(currentsensor)是利用霍爾效應(yīng)來(lái)測(cè)量電流,因此能測(cè)直流電流,也能測(cè)交流電流,而電流互感器卻只能測(cè)量交流電流,霍爾電流傳感器的測(cè)量精度比電流互感器高,霍爾電流傳感器的量程大,且不會(huì)產(chǎn)生電流過(guò)載,霍爾電流傳感器的功耗極低,這是互感器無(wú)法達(dá)到的。
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