基于霍尔效应原理的开环式电流传感器模组

2023-07-10

霍尔电流传感器工作原理?

  霍尔电流传感器依据工作原理不同分为开环式霍尔电流传感器和闭环式霍尔电流传感器(传感器的应用)。

  1、开环式霍尔电流传感器工作原理

  开环式霍尔电流传感器也称:直放式霍尔电流传感器、直检式霍尔电流传感器等。开环式霍尔电流传感器由磁芯、霍尔元件和放大电路构成。磁芯有一开口气隙,霍尔元件放顷薯核雀掘置于气隙出。当原边导体流过电流时,在导体周围产生磁场强度与电流大小成正比的磁场,磁芯将磁力线集聚至气隙处,霍尔元件输出与气隙处磁感应强度成正比的电压信号,放大电路将该信号放大输出,该类传感器通常输出±10V左右的电压信号,也有部分传感器为了增强电磁兼容性,变换为电流信号输出。

  2、闭环式霍尔电流传感器工作原理

  闭环式霍尔电流传感器也称:零磁通霍尔电流传感器、零磁通互感器、磁平衡式霍尔电流传感器(传感器技术)等,闭环式霍尔电流传感器包括磁芯、霍尔元件、放大电路和副边补偿绕组。与开环式霍尔电流传感器相比,闭环式霍尔电流传感器多了副边补偿绕组,正是副边补偿绕组,将闭环式霍尔电流传感器的性能进行了大幅度提升。放手神大电路接受霍尔元件的输出,并放大为电流信号提供给副边补偿绕组,副边补偿绕组在磁芯中产生的磁场与原边电流产生的磁场在气隙处大小相等,方向相反,抵消原边磁场,形成负反馈闭环控制电路。若副边电流过小,产生的磁场不足以抵消原边磁场,放大电路将输出更大的电流,反之,放大电路输出电流减小,从而维持气隙处的磁场平衡。
若原边电流发生变化,气隙处磁场平衡被破坏,负反馈闭环控制电路同样会调节副边输出电路,使磁场重新达到平衡。宏观上讲,气隙处将一直维持零磁通,保持磁平衡,这也是零磁通互感器及磁平衡霍尔电流传感器名称的来由。

  3、闭环式霍尔电流传感器与开环式霍尔电流传感器的主要区别

  A、带宽区别
微观上讲,气隙处的磁场始终在零磁通附近变化,由于磁场变化幅度非常小,变化幅度小,变化的频率可以更快,因此,闭环式霍尔电流传感器具有很快的响应时间。实际的闭环式霍尔电流传感器带宽通常可以达到100kHz以上。而开环式霍尔电流传感器的带宽通常较窄,如:LEM公司的HAZ系列开环式霍尔电流传感器的带宽在3kHz左右。
B、精度区别
开环式霍尔电流传感器副边输出与磁芯气隙处的磁感应强度成正比,而磁芯由高导磁材料制作而成,非线性和磁滞效应是所有高导磁材料的固有特点,因此,开环式霍尔电流传感器一般线性度角差,且原边信号在上升和下降过程中副边输出会有不同。开环式霍尔电流传感器精度通常劣于1%。
闭环式霍尔电流传感器由于工作在零磁通状态,磁芯的非线性及磁滞效应不对输出造成影响,可以获得较好的线性度和较高的精度。闭环式霍尔电流传感器精度一般可达0.2%。

  参考资料:工控网-电流传感器

闭环霍尔电

闭环式霍尔电流传感器采用了两个主要原理,第一是磁平衡原理,第二是霍尔效应原理。
更主要的是利用磁平衡原理,因此,也有些资料称为零磁通电流传感器。
至于霍尔效应,其本身是指通电导体在与之垂直于的外磁场的作用下,可在垂直于电流方向及磁场方向的方向上产生与外加磁场的磁感应强度及导体内流过的电流成正比的院序若感应电势。
由于闭环霍尔电密农冲阳群及很病年流传感器工作时,实际上磁芯中来自的磁感应强度为零,因此,霍尔就评井满经纪路水元品效应的“成正比”这个本身非常重要的特性在这里变得不再重要了。
知道了原理,如何称呼也就不再那么重要了

霍尔电流传感器原理及相应的周围电路

按照霍尔器件的功能可将它们分为:霍尔线性器件和霍尔开关器件。前者输出模拟量,后者输出数字量。
按被检测的对象的性质可将它们的应用分为:直接应用和间接应用。前者是直接检测出受检测对象本身的磁场或磁特性,后者是检测受检对象上人为设置的磁场,用这个磁场来作被检测的信息的载体,通过它,将许多非电、非磁的物理量例如力、力矩、压力、应力、位置、位移、速度、加速度、角度、角速度、转数、转速以及工作状态发生变化的时间等,转变成电量来进行检测和控制。

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