电流霍尔传感器的特点
发布时间:2023-03-15 09:26 霍尔电流传感器基于磁平衡式霍尔原理,根据霍尔效应原理,从霍尔元件的控制电流端通入电流Ic,并在霍尔 元件平面的法线方向上施加磁场 强度为B的磁场,那么在垂直于 电流和磁场方向(即霍尔输出端 之间),将产生一个电势VH,称 其为霍尔电势,其大小正比于控 制电流I。与磁场强度B的乘积。 即有式中:K为霍尔系数,由霍尔元件的材料决定;I。为控制电流;B为磁场强度; VH为霍尔电势。
霍尔器件是一种采用半导体材料制成的磁电转换器件。如果在输入端通入控制电流IC,当有一磁场B穿过该器件感磁面,则在输出端出现霍尔电势VH。
霍尔电势VH的大小与控制电流IC和磁通密度B的乘积成正比,即:VH=KHICBsinΘ
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。
通过测量霍尔电势的大小间接测量载流导体电流的大小。因此,电流传感器经过了电-磁-电的绝缘隔离转换。
消耗工作电流可以计算出功耗。
优越性
(1)非接触检测。在进口设备的再改造中,以及老旧设备的技术改造中,显示出非接触测量的优越性;原有设备的电气接线不用丝毫改动就可以测得电流的数值。
(2)使用分流器的弊端是不能电隔离,且还有插入损耗,电流越大,损耗越大,体积也越大,人们还发现分流器在检测高频大电流时带有不可避免的电感性,不能真实传递被测电流波形,更不能真实传递非正弦波型。电流传感器完全消除了分流器以上的种种弊端,且精度和输出电压值可以和分流器做的一样,如精度0.5、1.0级,输出电压50、75mV和100mV均可。
(3)使用非常方便,取一只LT100-C型电流传感器,在M端与电源零端串入一只100mA的模拟表头或数字万用表,接上工作电源,将传感器套在电线回路上,即可准确显示主回路0~100A电流值。
(4)传统的电流电压互感器,虽然工作电流电压等级多,在规定的正弦工作频率下有较高的精度,但它能适合的频带非常窄,且不能传递直流。此外,工作时存在激磁电流,所以这是电感性器件,使它在响应时间上只能做到数十毫秒。众所周知的电流互感器二次侧一旦开路将产生高压危害。在使用微机检测中需信号的多路采集,人们正寻求能隔离又能采集信号的方法。电流电压传感器继承了互感器原副边可靠绝缘的优点,又解决了传递变送器价昂体积大还要配用互感器的缺陷,给微机检测等自动化管理系统提供了模数转换的机会。在使用中,传感器输出信号既可直接输入到高阻抗模拟表头或数字面板表,也可经二次处理,模拟信号送给自动化装置,数字信号送给计算机接口。
在3KV以上的高压系统,电流、电压传感器都能与传统的高压互感器配合,替代传统的电量变送器,为模数转换提供方便。
(5)传统的检测元件受规定频率、规定波形,响应滞后等很多因素的限制,不能适应大功率变流技术的发展,应运而产生的新一代霍尔电流电压传感器,以及电流电压传感器与真有效枝AC/DC转换器组合成为一体化的变送器,已成为人们熟知检测模块。另外,电子电力装置向高频化、模块化、组件化、智能化发展,使装置设计者得心应手,这将是电子电力技术史上划时代的根本性变革。
1. 测量范围广:它可以测量任意波形的电流和电压,如直流、交流、脉冲、三角波形等,甚至对瞬态峰值电流、电压信号也能忠实地进行反映;
2. 响应速度快:最快者响应时间只为1us。
3. 测量精度高:其测量精度优于1%,该精度适合于对任何波形的测量。普通互感器是感性元件,接入后影响被测信号波形,其一般精度为3%~5%,且只适合于50Hz 正弦波形。
4. 线性度好:优于0.2%
5. 动态性能好:响应时间快,可小于1us;普通互感器的响应时间为10~20ms。
6. 工作频带宽:在0~100KHz 频率范围内的信号均可以测量。
7. 可靠性高,平均无故障工作时间长:平均无故障时间>5 10 小时
8. 过载能力强、测量范围大:0---几十安培~上万安培
9. 体积小、重量轻、易于安装。
由于霍尔电流电压传感器以上的优点,故而可广泛应用与变频调速装置、逆变装置、UPS 电源、逆变焊机、电解电镀、数控机床、微机监测系统、电网监控系统和需要隔离检测电流电压的各个领域中。
性能指标:
执行标准:IEC688:1992,QB
输入范围:0~800A内可选 如0~100 A,0~500A等
精度等级:≤1.0%.F.S
线 性 度:优于0.2%
响应时间:≤1Us
频率特性:0~100KHz
失调电压:≤20mV
温度特性:≤150PPM/℃(0~50℃)
整机功耗:≤30 mA+Ig
隔离耐压:输入/输出/外壳间 AC2.0KV/min1mA
过载能力:2倍电流连续,30倍1秒
阻燃特性:UL94-V0
工作环境:-10℃~50℃,20%~90%无凝露
贮存环境:-40℃~70℃,20%~95%无凝露