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霍尔电流传感器工作方式与构成

  霍尔电流传感器,电压传感器是根据霍尔原理制成的,它有两种工作方式,即磁平衡式和直放式,霍尔电流,电压传感器一般由原边电路,聚磁环,霍尔器件,(次级线圈)和放大电路等组成。

  霍尔电流传感器,这一磁场的大小与流过导线的电流成正比,它可以通过磁芯聚集感应到霍尔器件上并使其有一信号输出。

  磁平衡式电流传感器的具体工作过程为:当主回路有一电流通过时,在导线上产生的磁场被聚磁环聚集并感应到霍尔器件上,所产生的信号输出用于驱动相应的功率管并使其导通,从而获得一个补偿电流Is,这一电流再通过多匝绕组产生磁场。

  该磁场与被测电流产生的磁场正好相反,因而补偿了原来的磁场,霍尔电流传感器的工作方式,使霍尔器件的输出逐渐减小,当与Ip与匝数相乘所产生的磁场相等时,Is不再增加,这时的霍尔器件起指示零磁通的作用,此时电流传感器可以通过Is来跟踪Ip,当Ip变化时,平衡受到破坏,霍尔器件有信号输出,即重复上述过程,最后重新达到平衡,被测电流的任何变化都会破坏这一平衡,一旦磁场失去平衡,霍尔器件就有信号输出,经功率放大后,立即就有相应的电流。

  流过次级绕组以对失衡的磁场进行补偿,从磁场失衡到再次平衡,所需的时间理论上不到1μs,这是一个动态平衡的过程。

  磁通门电流传感器构成及工作原理。

  磁通门传感器是利用被测磁场中高导磁率磁芯在交变磁场的饱和激励下,其磁感应强度与磁场强度的非线性关系来测量弱磁场的,这种物理现象对被测环境磁场来说好像是一道“门”,通过这道“门”,相应的磁通量即被调制,并产生感应电动势,利用这种现象来测量电流所产生的磁场,从而间接的达到测量电流的目的。

  霍尔电流传感器本文以结构简单并且应用较广泛的一种单绕组磁通门进行介绍,环形磁芯上绕有线圈,此绕组即作为激励绕组又作为测量绕组,所测电流从磁环中间穿过。

  普通磁环B—H曲线一般磁性材料都有S形状曲线的特性,称之为磁滞回路(hysteresisloop),此磁滞回路曲线建立在B—H的坐标轴上,为磁性材料遭受完全磁化与非磁化周期,图示为典型磁滞曲线的铁心,如果曲线由a点开始,此点表示最大正磁化力,至b点磁化力为零,然后下降至c点为最大负磁化力,再至d点磁化力为零,最后返回最大正磁化力的a点,此即为整个磁性周期,高导磁率,低矫顽力磁芯的磁滞回线。

  当我们在磁环导线中加入电流分量后,电流所产生的磁场会使原本对称的B-H磁滞回线会改变中心线变成。

  Ba为磁化曲线饱和段延长线在B轴上的截距,显然是对时间轴上下对称的平顶波,根据傅里叶级数分析,它只含奇次谐波不含偶次谐波。

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