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霍尔电流传感器如何测量电流?

发布时间:2022-07-28 浏览:142次

霍尔电流传感器是按照霍尔效应原理制成,对安培定律加以应用,即在载流导体周围产生一正比于该电流的磁场,而霍尔器件则用来测量这一磁场。因此,使电流的非接触测量成为可能。

霍尔电流传感器可分为直检式和闭环式霍尔电流传感器。

霍尔电流传感器主要特性参数

1、标准额定值IPN和额定输出电流ISN

IPN指电流传感器所能测试的标准额定值,用有效值表示(A.r.m.s),IPN的大小与传感器产品的型号有关。ISN指电流传感器额定输出电流,一般为10~400mA,当然根据某些型号具体可能会有所不同。

2、偏移电流ISO

偏移电流也叫残余电流或剩余电流,它主要是由霍尔元件或电子电路中运算放大器工作状态不稳造成的。电流传感器在生产时,在25℃,IP=0时的情况下,偏移电流已调至最小,但传感器在离开生产线时,都会产生一定大小的偏移电流。产品技术文档中提到的精度已考虑了偏移电流增加的影响。

3、线性度

线性度决定了传感器输出信号(副边电流IS)与输入信号(原边电流IP)在测量范围内成正比的程度。

4、温度漂移

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变化时,ISO会产生变化。因此,考虑偏移电流ISO的最大变化是很重要的,其中,IOT是指电流传感器性能表中的温度漂移值。

5、过载

电流传感器的过载能力是指发生电流过载时,在测量范围之外,原边电流仍会增加,而且过载电流的持续时间可能很短,而过载值有可能超过传感器的允许值,过载电流值传感器一般测量不出来,但不会对传感器造成损坏。

6、精度

霍尔效应传感器的精度取决于标准额定电流IPN。在+25℃时,传感器测量精度与原边电流有一定影响,同时评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。

霍尔电流传感器电流检测方法

一、开环式霍尔电流传感器测量

开环式霍尔电流传感器由铁芯、霍尔芯片、运放等关键元器件构成。当电流穿过铁芯时会在铁芯上感应出磁场,铁芯将磁场聚集于豁口处被霍尔元器件感应到,从而感应出相应的电压,该电压被运放处理后输出,运放所输出的电压信号和原边电流满足一定的线性关系,从而将被测电流信号转化为电压信号,单片机采样该电压信号就可计算出被测电流的大小,从而实现测量电流的作用。开环式霍尔电流传感器又叫直测式。由于体积受限,许多芯片级的霍尔电流芯片都是用开环测量原理,如SCD2000S、ACS758等。

二、闭环霍尔电流传感器测量

与开环霍尔电流传感器相比,闭环霍尔电流传感器多了一个补偿线圈,该线圈缠绕在铁芯上。当电流传感器通过铁芯时,铁芯感应出磁场,霍尔元器件将磁场转化成电压,该电压被运放处理后驱动电路产生一个补偿电流,该补偿电流流过线圈产生一个磁场,该磁场与原边电流产生的磁场大小相等方向相反,从而抵消原边磁场,处于磁平衡状态。所以该补偿电流就是原边电流缩放后的,缩放比例与补偿线圈的圈数呈线性关系。闭环式霍尔电流传感器又叫间接测量法。

霍尔电流传感器电流检测注意事项

1、产品安装使用环境应无导电尘埃及腐蚀性。

2、剧烈震动或高温也可能导致产品损坏,必须注意使用场合。

3、接线时注意接线端子的裸露导电部分,尽量防止ESD冲击,需要有专业施工经验的工程师才能对该产品进行接线操作。电源、输入、输出的各连接导线必须正确连接,不可错位或反接,否则可能导致产品损坏。

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