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時(shí)間 : 2024-12-19
今天小編來為大家介紹以下霍爾電流傳感器的原理,在此之前,一定有大部分人對霍爾電流傳感器的工作原理有一定的了解,但是這部分人肯定是只知其一不知其二。小編精心為大家摘取了加上小編自己的理解,為大家整理好了今天這篇文章,希望對大家的理解有所幫助。先給大家說一下霍爾器件的知識,霍爾器件是采用半導(dǎo)體材料做成的磁電轉(zhuǎn)換器件!一起來看看詳細(xì)介紹吧!
霍爾電流傳感器
霍爾電流傳感器基于磁平衡式霍爾原理,根據(jù)霍爾效應(yīng)原理,從霍爾元件的控制電流端通入電流Ic,并在霍爾 元件平面的法線方向上施加磁場 強(qiáng)度為B的磁場,那么在垂直于 電流和磁場方向(即霍爾輸出端 之間),將產(chǎn)生一個(gè)電勢VH,稱 其為霍爾電勢,其大小正比于控 制電流I。與磁場強(qiáng)度B的乘積。 即有式中:K為霍爾系數(shù),由霍爾元件的材料決定;I。為控制電流;B為磁場強(qiáng)度; VH為霍爾電勢。
霍爾電流傳感器示意圖:
基本原理
霍爾器件是一種采用半導(dǎo)體材料制成的磁電轉(zhuǎn)換器件。如果在輸入端通入控制電流IC,當(dāng)有一磁場B穿過該器件感磁面,則在輸出端出現(xiàn)霍爾電勢VH。
霍爾電勢VH的大小與控制電流IC和磁通密度B的乘積成正比,即:VH=KHICBsinΘ
霍爾電流傳感器是按照安培定律原理做成,即在載流導(dǎo)體周圍產(chǎn)生一正比于該電流的磁場,而霍爾器件則用來測量這一磁場。因此,使電流的非接觸測量成為可能。
通過測量霍爾電勢的大小間接測量載流導(dǎo)體電流的大小。因此,電流傳感器經(jīng)過了電-磁-電的絕緣隔離轉(zhuǎn)換。
霍爾電流傳感器示意圖:
檢測原理
由于磁路與霍爾器件的輸出具有良好的線性關(guān)系,因此霍爾器件輸出的電壓訊號U0可以間接反映出被測電流I1的大小,即:I1∝B1∝U0
我們把U0定標(biāo)為當(dāng)被測電流I1為額定值時(shí),U0等于50mV或100mV。這就制成霍爾直接檢測(無放大)電流傳感器。
補(bǔ)償原理
原邊主回路有一被測電流I1,將產(chǎn)生磁通Φ1,被副邊補(bǔ)償線圈通過的電流I2所產(chǎn)生的磁通Φ2進(jìn)行補(bǔ)償后保持磁平衡狀態(tài),霍爾器件則始終處于檢測零磁通的作用。所以稱為霍爾磁補(bǔ)償電流傳感器。這種先進(jìn)的原理模式優(yōu)于直檢原理模式,突出的優(yōu)點(diǎn)是響應(yīng)時(shí)間快和測量精度高,特別適用于弱小電流的檢測。
知道:Φ1=Φ2
I1N1=I2N2
I2=NI/N2·I1
霍爾效應(yīng)原理圖:
當(dāng)補(bǔ)償電流I2流過測量電阻RM時(shí),在RM兩端轉(zhuǎn)換成電壓。做為傳感器測量電壓U0即:U0=I2RM
按照霍爾磁補(bǔ)償原理制成了額定輸入從~系列規(guī)格的電流傳感器。
由于磁補(bǔ)償式電流傳感器必須在磁環(huán)上繞成千上萬匝的補(bǔ)償線圈,因而成本增加;其次,工作電流消耗也相應(yīng)增加;但它卻具有直檢式不可比擬的較高精度和快速響應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)。
霍爾效應(yīng)原理圖:
結(jié)語:小編現(xiàn)在給大家補(bǔ)充一下霍爾效應(yīng)。霍爾效應(yīng)被發(fā)現(xiàn)于1879年,當(dāng)然發(fā)現(xiàn)者就是霍爾本人了。霍爾效應(yīng)被廣泛應(yīng)用在現(xiàn)代的應(yīng)用技術(shù)當(dāng)中,比如說汽車電路上的電路開關(guān)、汽車各部件的檢測、汽車內(nèi)部的點(diǎn)火系統(tǒng)等等;今年來我國的清華大學(xué)和其他知名大學(xué)聯(lián)合發(fā)現(xiàn)了反霍爾效應(yīng),這是中國從試驗(yàn)中獨(dú)立觀測到的物理現(xiàn)象,同時(shí)也是物理學(xué)領(lǐng)域的重要發(fā)現(xiàn)!
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