霍尔电流传感器如何测量电流?
电流通过导体产生磁场,霍尔传感器贴近导体检测其磁场强度,通过磁场强度计算电流。
闭环霍尔电流传感器性能要优于开环霍尔电流传感器,可以测量任意波形的电流、主副线圈间绝对电气隔离、电气测量范围宽、响应时间短,在交直流测量中均可应用。
根据霍尔电压与磁场强度的正比例关系,设计装置,提供恒定的控制电流,那么霍尔电流的大小就只收到磁场强度一个因素的影响,进而霍尔电压的变化可以反应磁场强度的变化。而磁场是由相应电流产生的,与电流具有明确的联动关系。这就是利用霍尔元件测量电流强度的基本原理。
扩展资料:
霍尔效应从本质上讲是运动的带电粒子在磁场中受洛仑兹力作用引起的偏转。当带电粒子(电子或空穴)被约束在固体材料中,这种偏转就导致在垂直电流和磁场的方向上产生正负电荷的聚积,从而形成附加的横向电场。
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
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;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。
参考资料:百度百科——霍尔电流传感器
原边导线应放置于传感器内孔中心,尽可能不要放偏;原边导线尽可能完全放满传感器内孔,不要留有空隙;需要测量的电流应接近于传感器的标准额定值IPN,不要相差太大。为了提高测量精度,可以把原边导线多绕几圈,使之接近额定值。
当用额定值100A的传感器去测量10A的电流时,为提高精度可将原边导线在传感器的内孔中心绕十圈;当欲测量的电流值为IPN/10的时,在25℃仍然可以有较高的精度。
扩展资料
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。把U0定标为当被测电流I1为额定值时,U0等于50mV或100mV。
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=KHICBsinΘ。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。
参考资料来源:百度百科——霍尔电流传感器
霍尔电流传感器可分为直检式和闭环式霍尔电流传感器。
1、霍尔效应在1879年被E.H. 霍尔发现,它定义了磁场和感应电压之间的关系,这种效应和传统的感应效果完全不同。当电流通过一个位于磁场中的导体的时候,磁场会对导体中的电子产生一个垂直于电子运动方向上的的作用力,从而在导体的两端产生电压差。
2、霍尔电流传感器是利用霍尔效应将一次大电流变换为二次微小电压信号的传感器。实际设计的霍尔传感器往往通过运算放大器等电路,将微弱的电压信号放大为标准电压或电流信号。
上述原理制作而成的霍尔电流传感器,被称为直检式霍尔电流传感器或开环式霍尔电流传感器。
3、闭环式霍尔电流传感器,也称零磁通霍尔电流传感器或磁平衡式霍尔电流传感器,是基于磁平衡式霍尔原理,即闭环原理,当原边电流IP产生的磁通通过高品质磁芯集中在磁路中,霍尔元件固定在气隙中检测磁通,通过绕在磁芯上的多匝线圈输出反向的补偿电流,用于抵消原边IP产生的磁通,使得磁路中磁通始终保持为零。经过特殊电路的处理,传感器的输出端能够输出精确反映原边电流的电流变化。
图:闭环式霍尔电流传感器工作原理示意图
1、霍尔效应在1879年被e.h.
霍尔发现,它定义了磁场和感应电压之间的关系,这种效应和传统的感应效果完全不同。当电流通过一个位于磁场中的导体的时候,磁场会对导体中的电子产生一个垂直于电子运动方向上的的作用力,从而在导体的两端产生电压差。
2、霍尔电流传感器是利用霍尔效应将一次大电流变换为二次微小电压信号的传感器。实际设计的霍尔传感器往往通过运算放大器等电路,将微弱的电压信号放大为标准电压或电流信号。
上述原理制作而成的霍尔电流传感器,被称为直检式霍尔电流传感器或开环式霍尔电流传感器。
3、闭环式霍尔电流传感器,也称零磁通霍尔电流传感器或磁平衡式霍尔电流传感器,是基于磁平衡式霍尔原理,即闭环原理,当原边电流ip产生的磁通通过高品质磁芯集中在磁路中,霍尔元件固定在气隙中检测磁通,通过绕在磁芯上的多匝线圈输出反向的补偿电流,用于抵消原边ip产生的磁通,使得磁路中磁通始终保持为零。经过特殊电路的处理,传感器的输出端能够输出精确反映原边电流的电流变化。
图:闭环式霍尔电流传感器工作原理示意图
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