根据霍尔效应,人们用半导体材料制成的元件叫霍尔元件。它具有对磁场敏感、结构简单、体积小、频率响应宽、输出电压变化大和使用寿命长等优点,因此,在测量、自动化、计算机和信息技术等领域得到广泛的应用。
由于通电螺线管内部存在磁场,其大小与导线中的电流成正比,故可以利用霍尔传感器测量出磁场,从而确定导线中电流的大小。利用这一原理可以设计制成霍尔电流传感器。其优点是不与被测电路发生电接触,不影响被测电路,不消耗被测电源的功率,特别适合于大电流传感。
为了得到较好的动态特性和灵敏度,注意原边线圈和副边线圈的耦合,要耦合得好,好用单根导线且导线完全填满霍尔传感器模块孔径。
电流传感器根据被测电流的额定有效值适当选用不同的规格的产品。被测电流长时间超额,会损坏末极功放管(指磁补偿式),一般情况下,2倍的过载电流持续时间不得超过1分钟。
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。
开环电流传感器的原理:原边电流IP产生的磁通被磁芯聚集在磁路中,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,此电压能够反映原边电流的变化。
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,
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。
霍尔电流传感器
霍尔电流传感器主要适用于交流、直流、脉冲等复杂信号的隔离转换,通过霍尔效应原理使变换后的信号能够直接被AD、DSP、PLC、二次仪表等各种采集装置直接采集,广泛应用于电流及电池应用、逆变电源及太阳能电源管理系统、直流屏及直流马达驱动、电镀、焊接应用、变频器,UPS伺服控制等系统电流信号采集和反馈控制,具有响应时间快,电流测量范围宽精度高,过载能力强,线性好,抗干扰能力强等优点。
1 开环霍尔电流传感器
1.1.1 型号说明
1.1.2 技术指标
1.1.3 开口式开环霍尔电流传感器
1.1.3.1 规格尺寸(mm)
1.1.3.2 规格参数对照表
注:额定电流未标注表示输入电流交直流均可测量,订货时请。
1.2 闭口式霍尔电流传感器
1.2.1 规格尺寸
1.2.2 规格参数对照表
注:额定电流未标注表示输入电流交直流均可测量,订货时请。
1.2.3 接线方式
1.2.3.1 霍尔开口/闭口式开环电流传感器
接线端子定义
1.2.3.2 霍尔(真有效值)电流传感器
接线端子定义