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霍尔电流电压传感器技术
出处:综合电子论坛 发布: 2006-12-15
yuanyan 发布于 2006-12-12 11:23:39
表情霍尔电流电压传感器技术

  霍尔电流、电压传感器具有优越的电性能,是一种先进的、能隔离主电路回路和电子控制电路的电检测元件。它综合了互感器和分流器的所有优点,同时又克服了互感器和分流器的不足(互感器只适用于50Hz工频测量;分流器无法进行隔离测量)。利用同一只霍尔电流电压传感器检测元件既可以检测交流也可以检测直流,甚至可以检测瞬态峰值,因而是替代互感器和分流器的新一代产品。

霍尔电流传感器原理上可分为直测式(开环)和磁平衡式(闭环)
1 直测式电流传感器(开环式)
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,这一磁场的大小与流过导线的电流成正比,它可以通过磁芯聚集感应到霍尔器件上并使其有一信号输出。这一信号经信号放大器放大后直接输出,一般的额定输出标定为4V。
2 磁平衡式电流传感器(闭环式)
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在聚磁环处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,从而使霍尔器件处于检测零磁通的工作状态。
磁平衡式电流传感器的具体工作过程为:当主回路有一电流通过时,在导线上产生的磁场被聚磁环聚集并感应到霍尔器件上,所产生的信号输出用于驱动相应的功率管并使其导通,从而获得一个补偿电流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,因而补偿了原来的磁场,使霍尔器件的输出逐渐减小。当与Ip与匝数相乘所产生的磁场相等时,Is不再增加,这时的霍尔器件起指示零磁通的作用,此时可以通过Is来跟踪Ip。当Ip变化时,平衡受到破坏,霍尔器件有信号输出,即重复上述过程,最后重新达到平衡。被测电流的任何变化都会破坏这一平衡。一旦磁场失去平衡,霍尔器件就有信号输出。经功率放大后,立即就有相应的电流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,所需的时间理论上不到1μs,这是一个动态平衡的过程。


yuanyan 发布于 2006-12-12 11:27:39
表情霍尔电流、电压传感器的特点:
●可测量任意波形的电压和电流。霍尔电压、电流传感器/变送器模块可以测量任意波形的电流和电压参量,如直流、交流和脉冲波形等。也可以对瞬态峰值参数进行测量,其副边电路可以忠实地反映原边电流的波形。这一点普通互感器无法与其相比,因为普通的互感器一般只适用于50Hz的正弦波;
●精度高。一般的霍尔电流电压传感器/变送器模块在工作区域内的精度优于1%,该精度适合于任何波形的测量,而普通互感器精度一般为3%~5%,且只适合于50Hz的正弦波形;
●线性度优于0.5%;
●动态性能好。一般霍尔传感器/变送器模块的动态响应时间小于7μs,跟踪速度di/dt高于50A/μs;
霍尔电流电压传感器/变送器模块以其优异的动态性能为提高现代控制系统的性能提供了关键的基础(无感元件)。一般普通互感器的动态响应时间为10~20μs,这显然已不适应工业控制系统发展的需要(感性元件);
●工作频带宽。可在0~20kHz频率范围内很好地工作;
●过载能力强,测量范围大(0~±10000A)
●可靠性高,平均无故障工作大于5×10000小时;
●尺寸小,重量轻,易于安装且不会给系统带来任何损失。
wangyongyh 发布于 2006-12-14 15:00:29
表情顶一下。
萧台基 发布于 2006-12-14 16:26:35
表情霍尔电流电压传感器是应用广泛
清风物语 发布于 2006-12-15 21:20:22
表情又学了一课。
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