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霍尔电流传感器原理与优势

  1.霍尔器件。

  霍尔器件是一种采用半导体材料制成的磁电转换器件,如果在输入端通入控制电流IC,当有一磁场B穿过该器件感磁面,则在输出端出现霍尔电势VH。

  霍尔电势VH的大小与控制电流IC和磁通密度B的乘积成正比,即:VH=KHICBsin。

  霍尔电流传感器是按照安培定律原理做成,即在载流导体周围产生一正比于该电流的磁场,而霍尔器件则用来测量这一磁场,因此,使电流的非接触测量成为可能。

  通过测量霍尔电势的大小间接测量载流导体电流的大小,因此,电流传感器经过了电-磁-电的绝缘隔离转换。

  2.霍尔直流检测原理。

  由于磁路与霍尔器件的输出具有良好的线性关系,因此霍尔器件输出的电压讯号U0可以间接反映出被测电流I1的大小,即:I1∝B1∝U0。

  我们把U0定标为当被测电流I1为额定值时,U0等于电流传感器 50mV或100mV,这就制成霍尔直接检测(无放大)电流传感器。

  3.霍尔磁补偿原理。

  原边主回路有一被测电流I1,将产生磁通Φ1,被副边补偿线圈通过的电流I2所产生的磁通Φ2进行补偿后保持磁平衡状态,霍尔器件则始终处于检测零磁通的作用,所以称为霍尔磁补偿电流传感器,这种先进的原理模式优于直检原理模式,突出的优点是响应时间快和测量精度高,特别适用于弱小电流的检测。

  当补偿电流I2流过测量电阻RM时,在RM两端转换成电压,做为传感器测量电压U0即:U0=I2RM。

  按照霍尔磁补偿原理制成了额定输入从0.01A~500A系列规格的电流传感器。

  由于磁补偿式电流传感器必须在磁环上绕成千上万匝的补偿线圈,因而成本增加,其次,工作电流消耗也相应增加,电流传感器但它却具有直检式不可比拟的较高精度和快速响应等优点。

  1,霍尔传感器可以测量任意波形的电流和电压,如:直流,交流,脉冲波形等,甚至对瞬态峰值的测量,副边电流忠实地反应原边电流的波形,而普通互感器则是无法与其比拟的,它一般只适用于测量50Hz正弦波。

  2,原边电路与副边电路之间完全电绝缘,绝缘电压一般为2KV至12KV,特殊要求可达20KV至50KV。

  3,精度高:在工作温度区内精度优于1%,该精度适合于任何波形的测量,而普通互感器一般精度为3%至5%且适合50Hz正弦波形。

  4,线性度好:优于0.1%。

  5,动态性能好:响应时间小于1μs跟踪速度di/dt高于50A/μs。

  6,霍尔传感器模块这种优异的动态性能为提高现代控制系统的性能提供了关键的基础,与此相比普通的互感器响应时间为10-12ms,它已不能适应工作控制系统发展的需电流传感器要。

  7,工作频带宽:在0-100kHz频率范围内精度为1%,在0-5kHz频率范围内精度为0.5%。

  8,测量范围:霍尔传感器模块为系统产品,电流测量可达50KA,电压测量可达6400V。

  9,过载能力强:当原边电流超负荷,模块达到饱和,可自动保护,即使过载电流是额定值的20倍时,模块也不会损坏。

  10,模块尺寸小,重量轻,易于安装,它在系统中不会带来任何损失。

  11,模块的初级与次级之间的“电容”是很弱的,在很多应用中,共模电压的各种影响通常可以忽略,当达到几千伏/μs的高压变化时,模块有自身屏蔽作用X光机维修。

  12,模块的高灵敏度,使之能够区分在“高分量”上的弱信号,例如:在几百安的直流分量上区分出几毫安的交流分量。

  13,可靠性高:失效率:λ=0.43╳10-6/小时。

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