霍尔电流传感器的性能及应用物品中的常见传感器种类分析

本站原创 2024-12-22 学术交流 0

导语：近年来，新一代功率半导体器件迅猛发展，广泛应用于电力电子、交流变频调速、逆变装置及开关电源等领域。原有的电流检测元件已无法满足中高频、高di/dt电流波形的传递和检测需求。霍尔电流传感器作为新一代工业用传感器，其优越性能使其成为测量控制电流的首选。

引言：

近年来，新一代功率半导体器件在多个领域得到快速发展，其中包括了电力电子、交流变频调速、逆变装置及开关电源等。这些设备对大规模、大功率、高效能的操作要求日益提高，对精确的当前信息监控和控制有着极高的依赖。在这样的背景下，原有的低频、高感性型或分流式传感器已经不再适应现代工业控制系统中的需要，而霍尔电流传感器则成为了这一领域内逐渐崭露头角的一种新型高性能检测元件。

霍尔传感器的性能特点：

霍尔电流传感器是一种先进且能够隔离主回路与电子控制回路的设备，它综合了互感器和分流式转换机构所有优点，同时也克服了它们各自不足之处（互感仅适用于50Hz工频测量；分流式不能进行隔离测量）。利用同一只霍尔芯片既可以检测直流量又可以检测交流流量，并且能够捕捉瞬态峰值参数，因此它是替代互感和分流式转换机构的一种更为先进产品。

可测量任意波形：霍尔芯片可以准确地探测任何波形，如直流量、交流流量以及脉冲信号。

精度高：在工作区域内，霍尔芯片通常具有超出1%甚至更好的精度，这对于任何类型波形都非常合适。

线性度好：线性度通常小于0.5%，这意味着输出与输入之间存在直接关系，无需复杂校正。

动态性能好：动态响应时间小于7微秒，使得它在追踪快速变化的情况下表现出色。

过载能力强：可承受较大的过载能力，并且具有很大的测量范围（0～±10000A）。

尺寸小重量轻：设计紧凑，便于安装，不会对系统造成额外负担。

霍尔传感器工作原理：

根据物理学中的荷兰科学家亨德里克·安托尼·赫耳兹所发现的一个现象，即磁场产生时会改变两个相邻金属板间接触点上物质分布，从而影响通过接触点的小恒定磁场产生力的大小。这就是所谓“荷耳效应”或“荷耳现象”。这种效应被用于构建一种新的类型称作“荷耳效应”或“荷耳干涉计”，即我们今天所说的HOl反射计，可以用以计算光线速度。这是一个基于相位差异性的方法，它使用一个偏振面平行两条路径上的入射光并将其反射到一个观察面上，然后通过观察镜子看到不同方向上的光线从不同的位置发出的结果，是如何决定的是哪些地方发出了相同颜色的光？

直放式電壓傳遞

当電current通過一個長導線時，在導線周圍會產生一個磁場，這個磁場與通過導線的電current成正比，可以通過聚集到HOl晶體上並產生信號輸出這個信號經過放大後直接輸出，一般額定輸出標定為4V

闭环模式

闭环模式也是常用的模式，这种方式实现的是通过调整主回路中某部分产生的磁场，以达到使HOl晶体处于无磁通状态，从而实现真正意义上的"零"输出。当被测对象发生变化时，由此导致磁通变化，从而生成信号，最终经过放大后形成输出。此技术允许实现在毫秒级别内完成补偿过程，使得整个系统更加稳定，也减少了误差。

连接方式：

连接方式主要是简单地将被测试对象连接至HOl晶体前方，以及配置必要的一些放大设备以便获得明确可读取的人类可理解数据形式

应用：

1.HOle current sensors in welding machines.

2.In direct detection of DC currents, where isolation is required.

3.For applications requiring high accuracy and linearity, such as motor control systems.

注意事项：

使用之前，请确认您是否正确地配置了您的仪表盘及其相关组件。如果没有，则可能需要重新设置以匹配您的具体应用程序需求。