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霍尔传感器护电流互感器作用

  霍尔电流传感器是根据霍尔效应的原理制成的,因此在说霍尔传感器前先给宝宝们科普一下霍尔效应的有关知识,霍尔效应是电磁效应的一种,这一现象是一个叫霍尔(A.H.Hall)的美国大爷于1879年在研究金属的导电机制时发现的,当电流垂直于外磁场通过导体时,形成电流的导电粒子就会受到洛仑兹力的作用而发生偏转,这样在垂直于电流和磁场的方向会产生一附加电场,从而在导体垂直与电流和磁场的两个端面上产生电势差,这一现象就是霍尔效应,这个电势差也被称为霍尔电势差(或称霍尔电压),霍尔电压的大小与所处磁场的磁感应强度成正比,方向可以利用判断洛仑兹力的左手定则来判断。

  后来人们发现半导体,导电流体等也有这种效应,而半导体的霍尔效应比金属强得多,由于霍尔电压与所处磁场的强度成正比,于是人们就用半导体材料制造出检测磁场的敏感器件,宝宝们经常用在永磁电机中检测转子位置的霍尔电流传感器 传感器就是利用这个原理实现位置检测的,另外磁流体发电装置也是利用这个原理研制的,由此可见,霍尔元件其实并不是用来做电流敏感元件的,而是一种磁敏元件,用来检测磁场的,那么如何用它来检测电流呢。

  霍尔传感器在电流检测中的应用。

  刚才说了,霍尔传感器是一种磁敏元件,是用来感知磁场的,宝宝们知道,电能生磁,如果把被测电流线性地转换成磁场,再让霍尔元件感知岂不就能用霍尔元件来检测电流了吗,而电流转换成磁场那简直太容易了,于是我们就像普通的电流互感器一样做一个环形的铁心,使被测导体穿过其窗口,那么被测电流就会在铁心中激励出磁场,而且在磁路不饱和的情况下,磁场的大小与被测电流成正比,与普通互感器不同的是,在平行于铁心截面上开一个很小的气隙,将霍尔元件塞入到气隙中用来感知磁路中的磁场即可,这样霍尔元件感知到的磁场与被测电流成线性关系,电流传感器从而得到了被测电流的信息这种形式是直接感知被测电流产生的磁场,从而得到被测电流信息,这种形式叫做开环检测形式,它的优点是无需副边线圈,信号生成的环节少,信号处理简单,瞬态跟随性好,但它也有一个致命的缺点,那就是磁路饱和的问题,由于磁路中的磁场只有被测电流激励产生,当被测电流很大时,磁路就会发生饱和,失去了与被测电流的线性关系,从而导致检测信号失真,精度下降,因此这种方式限制了被测电流的检测范围,于是人们就又想出了另一种检测方式,即闭环检测方式。

  电流互感器的作用及电流互感器的特点电流互感器的作用用于测量比较大的电流。

  普通电流互感器的结构较为简单,由绝缘的一次绕组,二次绕组,铁心以及构架,壳体,接线端子等组成,其工作原理与变压器基本,一次绕组的匝数(N1)较少,直接串联于电源线路中,一次负荷电流通过一次绕组时,产生的交变磁通感应,产生按比例减小的二次电流,二次绕组的匝电流传感器数较多,与仪表,继电器,变送器等电流线圈的二次负荷串联形成闭合回路。

  多与电流表配合使用,其主要目的是起到用小的电流表测量大的电流,一次侧接被测量的线路,二次侧接电流表,接线时要注意量程,也电流表最大的测量范围,还要有接地,电流互感器的特点是:(1)一次线圈串联在电路中,并且匝数很少,一次线圈中的电流取决于被测电路的负荷电流.而与二次电流无关。

  (2)电流互感器二次线圈所接仪表和继电器的电流线圈阻抗都很小,正常下,电流互感器在近于短路下运行,电流互感器一,二次额定电流之比,称为电流互感器的额定互感比:kn=I1n/I2n。

  一次线圈额定电流I1n己标准化,二次线圈额定电流I2n统一为5(1或0.5)安,电流互感器额定互感比亦已标准化,kn还可以近似地表示为互感器一,二次线圈的匝数比,即kn≈kN=N1/N2式中N1,N2为一,二线圈的匝数。

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