霍尔电流传感器是依据霍尔原理制成的.它有两种作业方式,即磁平衡式和直式.霍尔电流传感器一般由原边电路、聚磁环、霍尔器材、(次级线圈)和扩大电路等组成.
众所周知,当电流通过一根长导线时,在导线周围将产生一磁场,这一磁场的巨细与流过导线的电流成正比,它能够通过磁芯集合感应到霍尔器材上并使其有一信号输出.这一信号经信号扩大器扩大后直接输出,一般的额外输出标定为 4V.
磁平衡式电流传感器也称补偿式传感器,即主回路被测电流 Ip 在聚磁环场所产生的磁场通过一个次级线圈,电流所产生的磁场进行补偿, 然后使霍尔器材处于检测零磁通的作业状况。
磁平衡式电流传感器的详细作业进程为:当主回路有一电流通过期,在导线上产生的磁场被聚磁环集合并感应到霍尔器材上, 所产生的信号输出用于驱动相应的功率管并使其导通,然后取得一个补偿电流 Is. 这一电流再通过多匝绕组产生磁场 ,该磁场与被测电流产生的磁场正好相反,因而补偿了本来的磁场, 使霍尔器材的输出逐步减小.当与 IH 与匝数相乘 与“原边电流与匝数相乘”所产生的磁场持平时, IH 不再添加,这时的霍尔器材起指示零磁通的效果, 此刻能够通过IH 来平衡.被测电流的任何改变都会损坏这一平衡. 一旦磁场失去平衡,霍尔器材就有信号输出.经功率扩大后,当即就有相应的电流 IH 流过次级绕组以对失衡的磁场进行补偿.从磁场失衡到再次平衡,所需的时刻理论上不到 1μs,这是一个动态平衡的进程。
1、当原边导线通过电流传感器时,原边电流 IP 会产生磁力线,原边磁力线会集在磁芯气隙周围,内置在磁芯气隙中的霍尔电片可产生和原边磁力线成正比的,巨细仅为几毫伏的感应电压,通过后续电子电路可把这个细小的信号转变成副边电流 IS,并存在以下关系式: IS* NS= IP*NP 其间,IS—副边电流;IP—原边电流;NP—原边线圈匝数;NS—副边线圈匝数;
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,只要 10~400mA。假如输出电流通过丈量电阻 RM,则能够得到一个与原边电流成正比的巨细为几伏的电压输出信号。
VA 指电流传感器的供电电压,它必须在传感器所规则的规模内。超越此规模,传感器不能正常作业或可靠性下降,别的,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-。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,所以其丈量规模要相供高于双电的传感器。
丈量规模指电流传感器可丈量的最大电流值,丈量规模一般高于规范额外值 IPN。二、电流传感器首要特性参数1、规范额外值 IPN 和额外输出电流 ISN
IPN 指电流传感器所能测验的规范额外值,用有效值表明(A.r.m.s),IPN 的巨细与传感器产品的类型有关。 ISN 指电流传感器额外输出电流,一般为 10~400mA,当然依据某些类型详细或许会有所不同。
偏移电流也叫剩下电流或剩下电流,它首要是由霍尔元件或电子电路中运算扩大器作业状况不稳形成的。电流传感器在出产时,在 25℃,IP=0 时的情况下,偏移电流已调至最小,但传感器在脱离出产线时,都会产生必定巨细的偏移电流。产品技能文档中说到的精度已考虑了偏移电流添加的影响。
线性度决议了传感器输出信号(副边电流 IS)与输入信号(原边电流 IP)在丈量规模内成正比的程度。
偏移电流 ISO 是在 25℃时计算出来的,当霍尔电极周边环境温度改变时,ISO 会产生改变。因而,考虑偏移电流 ISO 的最大改变是很重要的,其间,IOT 是指电流传感器功能表中的温度漂移值。5、 过载电流传感器的过载才能是指产生电流过载时,在丈量规模之外,原边电流仍会添加,并且过载电
流的持续时刻或许很短,而过载值有或许超越传感器的答应值,过载电流值传感器一般丈量不出来,但不会对传感器形成损坏。
霍尔效应传感器的精度取决于规范额外电流 IPN。在+25℃时,传感器丈量精度与原边电流有必定影响,一起鉴定传感器精度时还必须考虑偏移电流、线性度、温度漂移的影响。