霍爾器件是一種采用半導體材料制成的磁電轉換器件。
霍爾電流傳感器是基于磁平衡式霍爾原理,即閉環(huán)原理,當原邊電流IP產生的磁通通過高品質磁芯集中在磁路中,霍爾元件固定在氣隙中檢測磁通,通過繞在磁芯上的多匝線圈輸出反向的補償電流,用于抵消原邊IP產生的磁通,使得磁路中磁通始終保持為零,經過特殊電路的處理,傳感器的輸出端能夠輸出**反映原邊電流的電流變化。
如果在輸入端通入控制電流IC,當有一磁場B穿過該器件感磁面,則在輸出端出現霍爾電勢VH。
霍爾電勢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,即在載流導體周圍產生一正比于該電流的磁場,而霍爾器件則用來測量這一磁場,因此,使電流的非接觸測量成為可能。
通過測量霍爾電勢的大小間接測量載流導體電流的大小,因此,電流傳感器經過了電-磁-電的絕緣隔離轉換。
由于磁路與霍爾器件的輸出具有良好的線性關系,電流傳感器因此霍爾器件輸出的電壓訊號U0可以間接反映出被測電流I1的大小,即:I1∝B1∝U0。
我們把U0定標為當被測電流I1為額定值時,U0等于50mV或100mV,這就制成霍爾直接檢測(無放大)電流傳感器。
與傳統(tǒng)的電流電壓互感器相比,霍爾電流傳感器在使用中有些什么優(yōu)越性呢,下面一起了解。
�。�1)非接觸檢測,在進口設備的再改造中,以及老舊設備的技術改造中,顯示出非接觸測量的優(yōu)越性,原有設備的電氣接線不用絲毫改動就可以測得電流的數值。
(2)使用分流器的弊端是不能電隔離,且還有插入損耗,電流越大,損耗越大,體積也越大,人們還發(fā)現分流器在檢測高頻大電流時帶有不可避免的電感性,不能真實傳遞被測電流波形,更不能真實傳遞非正弦波型,電流傳感器完全消除了分流器以上的種種弊端,且精度和輸出電壓值可以和分流器做的一樣,如精度0.5,1.0級,輸出電壓50,75mV和100mV均可。
�。�3)使用非常方便,取一只LT100-C型電流傳感器,在M端與電源零霍爾電流傳感器端串入一只100mA的模擬表頭或數字萬用表,接上工作電源,將傳感器套在電線回路上,即可準確顯示主回路0~100A電流值。
�。�4)傳統(tǒng)的電流電壓互感器,雖然工作電流電壓等級多,在規(guī)定的正弦工作頻率下有較高的精度,但它能適合的頻帶非常窄,且不能傳遞直流,此外,工作時存在激磁電流,所以這是電感性器件,使它在響應時間上只能做到數十毫秒,眾所周知的電流互感器二次側一旦開路將產生高壓危害,在使用微機檢測中需信號的多路采集,人們正尋求能隔離又能采集信號的方法,電流電壓傳感器繼承了互感器原副邊可靠絕緣的優(yōu)點,又解決了傳遞變送器價昂體積大還要配用互感器的缺陷,給微機檢測等自動化管理系統(tǒng)提供了模數轉換的機會,在使用中,傳感器輸出信號既可直接輸入到高阻抗模擬表頭或數字面板表,也可經二次處理,模擬信號送給自動化裝置,數字信號送給計算機接口。
在3KV以上的高壓系統(tǒng),電流,電壓傳感器都能與傳統(tǒng)的高壓互感器配合,替代傳統(tǒng)的電量變送器,為模數轉換提供方便。
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