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霍尼韋爾電流傳感器工作原理

閱讀：968        發(fā)布時(shí)間：2019-4-20

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(chǎng) 強(qiáng)度為B的磁場(chǎng)，那么在垂直于 電流和磁場(chǎng)方向(即霍爾輸出端 之間)，將產(chǎn)生一個(gè)電勢(shì)VH，稱 其為霍爾電勢(shì)，其大小正比于控 制電流I。與磁場(chǎng)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(chǎng)強(qiáng)度; VH為霍爾電勢(shì)。

霍爾電流傳感器基本原理
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(chǎng)B穿過(guò)該器件感磁面，則在輸出端出現(xiàn)霍爾電勢(shì)VH。
霍爾電勢(shì)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?chē)a(chǎn)生一正比于該電流的磁場(chǎng)，而霍爾器件則用來(lái)測(cè)量這一磁場(chǎng)。因此，使電流的非接觸測(cè)量成為可能。
通過(guò)測(cè)量霍爾電勢(shì)的大小間接測(cè)量載流導(dǎo)體電流的大小。因此，電流傳感器經(jīng)過(guò)了電-磁-電的絕緣隔離轉(zhuǎn)換。
 

霍爾電流傳感器檢測(cè)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(hào)U0可以間接反映出被測(cè)電流I1的大小，即:I1∝B1∝U0
我們把U0定標(biāo)為當(dāng)被測(cè)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(cè)(無(wú)放大)電流傳感器。
　　

霍爾電流傳感器補(bǔ)償原理
原邊主回路有一被測(cè)電流I1，將產(chǎn)生磁通Φ1，被副邊補(bǔ)償線圈通過(guò)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(cè)零磁通的作用。所以稱為霍爾磁補(bǔ)償電流傳感器。這種*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(cè)量精度高，特別適用于弱小電流的檢測(cè)。
知道:Φ1=Φ2
I1N1=I2N2

I2=NI/N2·I1

 

霍尼韋爾效應(yīng)原理圖：

當(dāng)補(bǔ)償電流I2流過(guò)測(cè)量電阻RM時(shí)，在RM兩端轉(zhuǎn)換成電壓。做為傳感器測(cè)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(wàn)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)。
詳細(xì)見(jiàn)解：霍尼韋爾電流傳感器

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