传统霍尔电流传感器测量范围小,准确度等级低,频率范围窄,响应速度慢已不能满足实际工程的需求,为了满足核聚变领域的需求,设计了一种零磁通霍尔电流传感器。
霍尔电流传感器基于磁平衡式霍尔原理,根据霍尔效应原理,从霍尔元件的控制电流端通入电流Ic,并在霍尔元件平面的法线方向上施加磁感应强度为B的磁场,那么在垂直于电流和磁场方向(即霍尔输出端之间),将产生一个电势VH,称其为霍尔电势,其大小正比于控制电流I,与磁感应强度B的乘积,即有式中:K为霍尔系数,由霍尔元件的材料决定,I为控制电流,B为磁感应强度,VH为霍尔电势。
作为世界上应用广泛,应用数量多传感器之一的霍尔电流传感器,具有灵敏度高,精度高,温度漂移小,工作寿命长,可靠性,性高等优点,基于霍尔电流传感器的以上优点,考虑到一般大电流传感器不能交直流两用,准确度等级,频率范围,响应速度,也很难同时满足核聚变领域的需要。
霍尔传感器技术在汽车工业中有着广泛的应用,包括动力,车身控制,牵引力控制以及防抱死制动系统,为了满足不同系统的需要,霍尔传感器有开关式,模拟式和数字式传感器三种形式。
霍尔传感器可以采用金属和半导体等制成,效应质量的改变取决于导体的材料,材料会直接影响流过传感器的正离子和电子,制造霍尔元件时,汽车工业通常使用三种半导体材料,即砷化镓,锑化铟以及砷化铟,*常用的半导体材料当属砷化铟。
霍尔传感器的形式决定了放大电路的不同,其输出要适应所控制的装置,这个输出可能是模拟式,如加速位置传感器或节气门位置传感器,也可能是数字式,如曲轴或凸轮轴位置传感器。
当霍尔元件用于模拟式传感器时,这个传感器可以用于空调系统中的温度表或动力控制系统中的节气门位置传感器,霍尔元件与微分放大器连接,放大器与NPN晶体管连接,磁铁固定在旋转轴上,轴在旋转时,霍尔元件上的磁场加强,其产生的霍尔电压与磁场强度成比例。 |