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霍尔传感器检测方法——电量

     霍尔元件、霍尔IC和由霍尔效应原理构成的霍尔元件统称为霍尔效应磁传感器或简称为霍尔传感器。  一个霍尔元件通常具有四个引出端,其中两个是霍尔元件的偏置电流IC的输入端,另一个是霍尔电压的输出端。当两个输出端形成外部电路时,将产生霍尔电流。通常,偏移电流的设置由外部基准电压源提供。如果需要高精度,所有参考电压源都可以用恒流源代替。为了实现高灵敏度,在传感器表面安装有高磁导率坡莫合金的霍尔元件。尽管这种传感器的霍尔电势很大,但它是0.05 t饱和,只能在下限和小范围内使用。近年来,随着半导体技术的飞速发展,各种新型集成霍尔元件应运而生。霍尔传感器是世界第三大传感器产品,中国市场年销售量保持在20%至30 %的快速增长。也完善了相关技术,例如可编程霍尔传感器、智能霍尔传感器、微型霍尔传感器等具有较好的市场前景。

    霍尔效应是磁电效应的一种,它是在1.879在研究金属导电性时发现的。后来发现的半导体、导电流体等也有这种作用,但半导体的霍尔效应远远强于金属. 利用这一现象制作的各种霍尔元件广泛应用于工业自动化技术、检测技术、信息处理等领域。线性传感器,可以使用与霍尔电压和施加的磁场成比例的线性关系来执行多个电气和非电气测量。霍尔效应是研究半导体材料性能的基本方法。霍尔效应实验测量的霍尔系数可以用来判断半导体材料的导电类型、载流子浓度和载流子迁移率等重要参数。霍尔传感器是将磁场信号转换为电压信号并输出的传感器,在实际使用中,大多数霍尔传感器在不同的应用中实现不同的功能,需要根据用途设置参数。

    霍尔传感器广泛应用于微机测量系统和智能仪表中,是替代互感器的下一代产品。在此,提出了一种利用霍尔传感器测量电量参数,特别是高电压大电流参数的方案。


 霍尔传感器测量电气参数的原理

  从霍尔电压公式可以看出,在异形霍尔传感器中,产品灵敏度KH是一定值,uh∠ICB只需通过测量电路检测uh的大小,就可以找到b和IC两个参数中的另一个已知参数,从而可以将未知量的b或j转换成霍尔。电气参数的确定就是基于这一原理。

  控制电流IC是恒定的. 当磁感应强度b与测量电流成正比时,它可以成为霍尔电流传感器的测量电流。当磁感应强度b恒定时,IC可以成为与测量电压成比例的电压传感器的测量电压. 通过霍尔电压电流传感器,可以成为交流电源的功率因数、功率和交流功率。

  从uh = kicb可以看出,当IC是直流时,uh是交流的,产生磁场b的电流io是交流的。输入输出和直流输出以及直流。当IC为交流,io为直流时,输出为与IC频率相同的交流,其幅度与待测直流io的幅度成正比,待测电流io的方向发生变化,输出电压uh的极性也相应变化。  因此,可以使用霍尔传感器进行直流测量和交流测量。


  电流测量

 1.请将原边引线放置在传感器内孔的中心,尽量不要偏移。

 2.请尽可能地将传感器中的孔填满,以便将导线放在原边,并且不要留下任何间隙。

 3.待测电流接近传感器的标准IPN额定值,差别不大。如果条件有限,手边只有一个高额定值的传感器,待测电流值远低于额定值,为了提高测量精度,原边导线可以旋转几次接近额定值。例如,当用额定值为100 a的传感器测量10a的电流时,为了提高精度,可以使原边导线在传感器内孔的中心绕10圈(一般NP = 1;内孔周围一圈,NP = 2。   ……9圈,NP = 10,NP×10a = 100 a等于传感器的额定值,可以提高精度。)


 4. 即使被测电流值为IPN / 10,在25℃时也能获得高精度。。



电力和频率等电气参数的确定

   由p = ui cosψ可知正弦交流电源有效功率的定义,可以正确测量电流和电压之间的u、I和相位差ψ,并计算p和cosψ。以往使用电磁电压转换器进行测量时,发现由于转换器的不理想,除了变比误差外,还存在较大的相位误差,测得的ψ值不能如实反映负载的性质。如果霍尔电压、电流传感器和真有效值转换器使用,力和功率因数的测量精度可以大大提高。

    此外,霍尔传感器可以测量从直流到100 khz的任何波形的交流量,克服了特定额定频率电磁变压器的缺点。真正的有效值转换器能将正弦波或任意波形的交流量转换成线性流,输出直流与交流量的有效值成正比,转换精度高,测量相对准确。


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