
開環式霍爾電流傳感器原理圖如下:
當測量電流,也就是原邊電流IP(Primary Current)流過一根長導線時,如圖3-3所示。原邊電流IP會在導線周圍產生一個磁場,方向為順時針方向,磁場B的大小與電流的大小成正比關系。由原邊電流激發的磁場聚集在磁環內,通過氣隙將磁場加到了霍爾元件上。此時,霍爾元件上會產生一個霍爾電壓UH,該電壓信號通過后級的放大電路和調理電路,輸出一個與磁場B大小乘正比的電壓Vout,即 :
普通的霍爾電流傳感器的輸出Vout一般在0.5V到4.5V之間。 開環霍爾電流傳感器的缺點是它的測量范圍即原邊電流IP的取值和帶寬(Frequency Bandwidth)等受到一定的限制。在這種應用中,霍爾元件是磁場強度檢測器,它檢測的是磁芯氣隙中的磁感應強度。電流增大后,磁場強大也隨著增大,磁芯可能達到飽和。同時,隨著頻率升高,磁芯中的渦流損耗、磁滯損耗等也會隨之升高。這些都會對測量精度產生影響。為了避免這些不良影響,可采取一些改進措施該,例如選擇飽和磁感應強度高的磁芯材料,制成多層磁芯,采用多個霍爾元件來進行檢測等。但是,這就增加了制造的成本,且精度也不太理想。所以,閉環磁平衡式的霍爾電壓電流傳感器就開始出現了。
上圖所示為閉環霍爾電流傳感器的原理圖。閉環霍爾電流傳感器,也就是磁平衡式霍爾電流傳感器,也稱補償式傳感器,即原邊電流IP在聚磁環處所產生的磁場通過一個次級線圈電流所產生的磁場進行補償,其補償電流IS精確的反映原邊電流IP,即 :
式中的NS指的是副邊補償線圈的匝數,NP指的是通過聚磁環的原邊導線的匝數,通常NP=1,則補償電流,即輸出電流等于
負反饋自動補償式的電流傳感器整個模型大致由磁芯(聚磁環)、霍爾元件、放大調理電路、副邊補償線圈、反饋環節和外部測量電阻組成。和開環式的霍爾電流傳感器比較,可以發現,閉環式的在磁芯上頭纏繞了匝數為NS的副邊補償線圈,并且在放大器的輸出端接入了放大反饋調節。由圖可知,傳感器的輸出為電流信號Is,在適用霍爾傳感器的時候,我們必須再外接一個測量電阻Rm,以此得到電壓信號。
閉環式霍爾電流傳感器的具體工作過程為:當原邊有一電流IP通過時,將在導線周圍激發出一個磁場,聚能磁環將大部分的磁能聚集在一起,將磁場垂直地加到霍爾元件上,由此產生一個微弱的霍爾電壓HU。由于該霍爾電壓的數值很小,需要通過放大器放大后才能驅動后級的三極管。由于后級的開關管在集電極和發射機之間已經有正向電壓,所以當放大后的霍爾電壓加到基極上時,開關管導通,從后獲得一個補償電流Is 。
這一電流再通過匝數NS的副邊補償線圈產生磁場,該磁場與被測電流產生的磁場正好相反,因而補償了原來的磁場,使霍爾元件的輸出電壓UH逐漸減小。當Is*Ns=Ip*Np時,Is不再增加,這時霍爾器件起到指示零磁通的作用,此時可以通過Is的大小來測量Ip的大小,即:
即可獲得初級電流大小。
由于霍爾器件的工作原理以及霍爾傳感器的結構,霍爾傳感器不但可以檢測直流電流,還可以檢測交流電流、或者脈沖電流等。
霍爾電壓傳感器的工作原理和閉環式霍爾傳感器相似。首先需要在傳感器上增加一個初級繞組。初級繞組輸入端,加分壓限流電阻,把原邊的高電壓通過分壓限流電阻轉換成一個適當的電流,然后轉換的電流再流經霍爾傳感器的初級繞組,也就相當于霍爾電流傳感器的初級輸入電流了。后續的工作原理和霍爾電流傳感器的工作原理相同。
公司目前生產的霍爾傳感器有開環霍爾電流傳感器和閉環霍爾電流傳感器、霍爾電壓傳感器等產品。可檢測電流大小從幾個安培到上千安培。輸出方式有引針輸出,插線端子輸出,和引線輸出等。
本系列產品采用優質進口霍爾器件,并在電路的關鍵器件上采用了更為可靠的工業級品,極大的保證了產品的穩定性,可靠性。部分產品采用精密恒流技術和線性溫度補償技術,將其變為標準的跟蹤電壓輸出;具有高精度、高隔離度、低功耗、低漂移、溫度范圍寬、抗干擾能力強等特點。
根據需要,產品可以采用技術外殼封裝,抗干擾、抗沖擊、抗震動能力更優。
產品輸出信號,根據設計可以改變,輸出電壓和電流基本滿足設計要求。
需要注意的是,傳感器的供電電源嚴格按照規格書上要求接線,極性切不可接錯,否則有可能燒壞傳感器。
特 點:
(1)精度高、線性度好.
(2)過載能力強,根據需要可5倍/10倍于額定電流.
(3)抗干擾能力強,可以定制金屬外殼.
(4)頻帶寬,頻率響應快.
(5)緊湊設計,體積小,外形美觀.
(6)一致性好、互換性優.
產品命名:
顏色代碼:
0:黑; 3:2; 8:灰色; 9:白色;
客戶指定的外殼顏色,依據顏色系主色進行編碼分類;
正常使用條件: