霍尔电流传感器

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电流传感器

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电流传感器

发布日期:2018-07-09 作者: 点击:

定义

电流传感器,是一种检测装置,能感受到被测电流的信息,并能将检测感受到的信息,按一定规律变换成为符合一定标准需要的电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存

储、显示、记录和控制等要求。




电流传感器也称磁传感器,可以在家用电器、智能电网、电动车、风力发电等等,在我们生活中都用到很多磁传感器,比如说电脑硬盘、指南针,家用电器等等。




分类

电流传感器依据测量原理不同,主要可分为:分流器、电磁式电流互感器、电子式电流互感器等。

电子式电流互感器包括霍尔电流传感器、罗柯夫斯基电流传感器及专用于变频电量测量的AnyWay变频功率传感器(可用于电压、电流和功率测量)等。

与电磁式电流传感器相比较,电子式电流互感器没有铁磁饱和,传输频带宽,二次负荷容量小、尺寸小、重量轻、是今后电流传感器的发展方向。


光纤电流传感器是以法拉第磁光效应为基础、以光纤为介质的新型电流传感器。

当线偏振光在介质中传播时,若在平行于光的传播方向上加一强磁场,则光振动方向将发生偏转,偏转角度ψ与磁感应强度B和光穿越介质的长度l的乘积成正比,即ψ=V*B*l,比例系数V称为费尔德常数,与介质性质及光波频率有关。偏转方向取决于介质性质和磁场方向。上述现象称为法拉第效应。1845年由M.法拉第发现。[1]



电流传感器 (15张)




电流传感器 (20张)



霍尔传感器编辑


概述

AIC是“特制集成电路”的英文缩写,它是八十年代末迅速发展起来的一项高技术产品。从设计思想、研制

手段,直到测试方法,使与传统的通用集成电路有质的区别,是将超大规模集成电路(VLSI)的工艺技术、计算机辅助设计(CAD)、自动测试技术(ATE)三者结合的丰硕成果。应用在变送器上,即为变送器专用厚膜电路。ASIC电路的变送器把变送器的转换电路和输出电路(即大部分电子电路)全部集成到一块定制的芯片上,大大减少了元器件的数量,整个变送器仅有CT、PT、电源、大电容、ASIC芯片等少数几个器件,从而可大大提高整个变送器的可靠性和长期稳定性。



工作原理

霍尔原理电流传感器是基于霍尔磁平衡原理(闭环)和霍尔直测式(开环)两种基本原理。[2]

开环电流传感器的原理:原边电流IP产生的磁通被高品质磁芯聚集在磁路中,霍尔元件固定在很小的气隙中,对磁通进行线性检测,霍尔器件输出的霍尔电压经过特殊电路处理后,副边输出与原边波形一致的跟随输出电压,此电压能够精确反映原边电流的变化。

电流传感器

霍尔电流传感器可以测量各种类型的电流,从直流电到几十千赫兹的交流电,其所依据的工作原理主要是霍尔效应,如图1所示。

当原边导线经过电流传感器时,①原边电流IP会产生磁力线,②原边磁力线集中在磁芯周围,③内置在磁芯气隙中的霍尔电极可产生和原边磁力线成正比的大小仅几毫伏的电压,④电子电路可把这个微小的信号转变成副边电流IS,⑤并存在以下关系式:

(1)

其中,IS—副边电流;

IP—原边电流;

NP—原边线圈匝数;

NS—副边线圈匝数;

NP/NS—匝数比,一般取NP=1。

电流传感器的输出信号是副边电流IS,它与输入信号(原边电流IP)成正比,IS一般很小,只有100~400mA。如果

输出电流经过测量电阻RM,则可以得到一个与原边电流成正比的大小为几伏的输出电压信号。


特性参数

标准额定值IPN和额定输出电流ISN

IPN指电流传感器所能测试的标准额定值,用有效值表示(A.r.m.s),IPN的大小与传感器产品的型号有关。

ISN指电流传感器额定输出电流,一般为100~400mA,某些型号可能会有所不同。

传感器供电电压VA

VA指电流传感器的供电电压,它必须在传感器所规定的范围内。超过此范围,传感器不能正常工作或可靠性降低,另外,传感器的供电电压VA又分为正极供电电压VA+和负极供电电压VA-。

测量范围Ipmax

测量范围指电流传感器可测量的最大电流值,测量范围一般高于标准额定值IPN。测量范围可用下式计算:

(2)要注意单相供电的传感器,其供电电压VAmin是双相供电电压VAmin的2倍,所以其测量范围要高于双相供电的传感器。

过载

电流传感器的过载能力参见图2。发生电流过载时,在测量范围之外,原边电流仍会增加,而且过载电流的持续时间可能很短,而过载值有可能超过传感器的允许值,过载电流值传感器一般测量不出来,但不会对传感器造成损坏。

精度

霍尔效应传感器的精度取决于标准额定电流IPN。在+25℃时,传感器测量精度受原边电流影响的曲线如图3所示,使用下面公式可计算出精度:


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