霍爾電流傳感器包括開環(huán)式和閉環(huán)式兩種。
1,開環(huán)式霍爾電流傳感器也稱直放式霍爾電流傳感器。
當(dāng)原邊電流IP流過一根長(zhǎng)導(dǎo)線時(shí),在環(huán)形磁芯中產(chǎn)生一磁場(chǎng),這一磁場(chǎng)的大小與流過導(dǎo)線的電流成正比,產(chǎn)生的磁場(chǎng)聚集在磁環(huán)內(nèi),通過磁環(huán)氣隙中霍爾元件進(jìn)行測(cè)量并放大輸出,其輸出電壓VS按比例的反映原邊電流IP。
由于環(huán)形磁芯中的磁感應(yīng)強(qiáng)度與原邊電流成正比,只要原邊電流足夠大,環(huán)形磁芯必然飽和。
2,閉環(huán)式霍爾電流傳感器也稱零磁通互感器或磁平衡電流傳感器。
原邊電流Ip在磁芯中所產(chǎn)生的磁場(chǎng)通過副邊補(bǔ)償線圈電流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)進(jìn)行補(bǔ)償,從而使霍爾器件處于檢測(cè)零磁通的工作狀態(tài),其補(bǔ)償電流Is按比例的反映原邊電流Ip。
閉環(huán)式霍爾電流傳感器正常工作時(shí),其一次繞組和二次繞組的磁通互相抵消,達(dá)到磁平衡,電流傳感器磁芯中的實(shí)際磁通為零,但是,這只是理想情況,實(shí)際的傳感器,由電子電路構(gòu)成的二次繞組的輸出電流能力總是有限的,當(dāng)一次過載時(shí),若二次輸出受限,實(shí)際輸出電流比理論電流小,磁平衡被打破,只要一次電流繼續(xù)增大,鐵芯就會(huì)飽和。
霍爾電流傳感器綜合了互感器和分流器的所有優(yōu)點(diǎn),同時(shí)又克服了互感器和分流器的不足,利用同一只霍爾電流電壓傳感器/變送器模塊檢測(cè)元件既可以檢測(cè)交流也可以檢測(cè)直流,甚至可以檢測(cè)瞬態(tài)峰值。
霍爾電流傳感器的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn):。
1,工作頻帶寬。
可在0~20kHz頻率范圍內(nèi)很好地工作。
2,動(dòng)態(tài)性能好。
一般霍爾傳感器/變送器模塊的動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間小于7μs,跟蹤速度di/dt高于50A/μs。
3,尺寸小,重量輕,易于安裝且不會(huì)給系統(tǒng)帶來(lái)任何損失。
4,精度高。
一般的霍爾電流電壓傳霍爾電流傳感器感器/變送器模塊在工作區(qū)域內(nèi)的精度優(yōu)于1%。
在寬范圍使用時(shí)要注意靈敏度溫度特性,對(duì)于不同產(chǎn)品,100℃的溫度變化其靈敏度約有百分之幾的變化,霍爾元件有恒壓驅(qū)動(dòng)方式和恒流驅(qū)動(dòng)方式,對(duì)于任何驅(qū)動(dòng)方式變化量都回改變,因此,必須使用適宜的電路。
用于幾千赫以上高頻大電流時(shí),若傳感器流經(jīng)高頻大電流,則磁路就會(huì)發(fā)熱,連續(xù)使用有高頻分量的大電流脈沖時(shí)也會(huì)有同樣的問題,發(fā)熱量與頻率及電流成正比,這樣,有可能損壞傳感器,在這樣的條件下使用時(shí),要根據(jù)產(chǎn)品目錄記載的數(shù)據(jù)確定安全范圍,留有一定余量。
測(cè)量雙向直流電流時(shí),若電流方向改變,則零點(diǎn)就會(huì)變動(dòng),特別時(shí)對(duì)于高靈敏度的傳感器表現(xiàn)得更顯著,這種現(xiàn)象稱為滯后現(xiàn)象,這是直流使磁路暫時(shí)磁化的結(jié)果,使用額定電流為10A以下高靈敏度傳感器時(shí)要注意這種現(xiàn)象。
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