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霍尔电流传感器工作原理与多匝穿心利弊

  霍尔电流传感器依据工作原理不同分为开环式霍尔电流传感器和闭环式霍尔电流传感器。

  开环式霍尔电流传感器由磁芯,霍尔元件和放大电路构成,磁芯有一开口气隙,霍尔元件放置于气隙处,当原边导体流过电流时,在导体周围产生磁场强度与电流大小成正比的磁场,磁芯将磁力线集聚至气隙处,霍尔元件输出与气隙处磁感应强度成正比的电压信号,放大电路将该信号放大输出,该类传感器通常输出±10V左右的电压信号,也有部分传感器为了增强电磁兼霍尔电流传感器容性,变换为电流信号输出。

  闭环式霍尔电流传感器包括磁芯,霍尔元件,放大电路和副边补偿绕组,与开环式霍尔电流传感器相比,闭环式霍尔电流传感器多了副边补偿绕组,正是副边补偿绕组,将闭环式霍尔电流传感器的性能进行了大幅度提升。

  闭环霍尔电流传感器也称:零磁通霍尔电流传感器,磁平衡式霍尔电流传感器等,闭环霍尔电流传感器的详细工作原理请参见“开环式及闭环式霍尔电流传感器工作原理及磁饱和问题”。

  闭环霍尔电流传感器霍尔电流传感器正常工作时,在铁芯气隙的霍尔元件处,初级绕组产生的磁通与次级补偿绕组产生的磁通互相抵消,处于磁平衡状态,由于铁芯中的磁通为零,因此,不存在开环式霍尔电流传感器的非线性误差比升降变差,具有较高的线性度,由于闭环霍尔电流传感器本身线性度较高,在较宽的测试范围内,均可达到较高的测试精度,多匝穿心的主要目的是提高传感器的信噪比和匹配二次仪表量程,相比直检式霍尔电流传感器,多匝穿心的必要性大大降低。

  多匝穿心是否能够进一步提升测试精度呢。

  这要从霍尔电流传感器的另外一个角度进行分析。

  霍尔电流传感器初级绕组产生的磁通包括穿过铁芯的主磁通和不穿过铁芯的漏磁通。

  磁路中的磁通有如电路中的电流,磁动势(就是安匝数)相当于电路中的电压(电动势),磁阻相当于电路中的电阻,磁导率越大,磁阻越小。

  如果铁芯为闭合,那么,因为铁芯的磁导率远远大于周围介质(空气)的磁导率,漏磁通远远小于主磁通,霍尔元件输出电压正比于初级绕组的安匝数,霍尔电流传感器。

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