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電機(jī)用霍爾傳感器相較于普通傳感器的優(yōu)勢

時(shí)間:2016-10-12閱讀:1759
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   電機(jī)用霍爾傳感器是根據(jù)霍爾效應(yīng)創(chuàng)造的一種磁場傳感器。其原理是場中有一個(gè)霍爾半導(dǎo)體片,恒定電流I從A到B通過該片。在洛侖茲力的作用下,I的電子流在通過霍爾半導(dǎo)體時(shí)向一側(cè)偏移,使該片在CD方向上產(chǎn)生電位差,這就是所謂的霍爾電壓。

  電機(jī)用霍爾傳感器相較于普通傳感器的優(yōu)勢,體現(xiàn)在哪里呢?具體來看下。

  1、霍爾傳感器可以測量任意波形的電流和電壓,如:直流、交流、脈沖波形等,甚至對瞬態(tài)峰值的測量。副邊電流忠實(shí)地反應(yīng)原邊電流的波形。而普通互感器則是無法與其比擬的,它一般只適用于測量50Hz正弦波。

  2、電機(jī)用霍爾傳感器模塊這種優(yōu)異的動(dòng)態(tài)性能為提高現(xiàn)代控制系統(tǒng)的性能提供了關(guān)鍵的基礎(chǔ)。與此相比普通的互感器響應(yīng)時(shí)間為10-12ms,它已不能適應(yīng)工作控制系統(tǒng)發(fā)展的需要。

  3、原邊電路與副邊電路之間*電絕緣,絕緣電壓一般為2KV至12KV,特殊要求可達(dá)20KV至50KV。

  4、精度高:在工作溫度區(qū)內(nèi)精度優(yōu)于1%,該精度適合于任何波形的測量。而普通互感器一般精度為3%至5%且適合50Hz正弦波形。

  5、動(dòng)態(tài)性能好:響應(yīng)時(shí)間小于1μs跟蹤速度di/dt高于50A/μs

  6、模塊尺寸小,重量輕,易于安裝,它在系統(tǒng)中不會(huì)帶來任何損失。

  7、過載能力強(qiáng):當(dāng)原邊電流超負(fù)荷,模塊達(dá)到飽和,可自動(dòng)保護(hù),即使過載電流是額定值的20倍時(shí),模塊也不會(huì)損壞。

  電機(jī)用霍爾傳感器采用霍爾檢測技術(shù),可以克服互感器這些缺點(diǎn),能測量從直流到上百千赫茲的各種形狀的交流信號(hào),并且達(dá)到原副邊不失真?zhèn)鬟f,同時(shí)又能實(shí)現(xiàn)主電路回路和電子控制電路的隔離,霍爾傳感器的輸出可直接與單片機(jī)接口。電機(jī)用霍爾傳感器已廣泛應(yīng)用于微機(jī)測控系統(tǒng)及智能儀表中,是替代互感器的新一代產(chǎn)品。在此提出了利用霍爾傳感器對電參量特別是對高電壓、大電流的參數(shù)的測量。

  電流的測量采用磁平衡式霍爾電流傳感器,傳感器可測量從直流到100kHz的交流量在自動(dòng)測控系統(tǒng)中,常需要測量和顯示有關(guān)電參量。目前大多數(shù)測量系統(tǒng)仍采用變壓器式電壓、電流互感器,由于互感器的非理想性,使得變比和相位測量都存在較大的誤差,常需要采用硬件或軟件的方法補(bǔ)償,從而增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性。

  由霍爾電壓公式可知:對于一個(gè)成型的電機(jī)用霍爾傳感器,乘積靈敏度KH是一恒定值,則UH∝ICB,只要通過測量電路測出UH的大小,在B和IC兩個(gè)參數(shù)中,已知一個(gè),就可求出另一個(gè),因而任何可轉(zhuǎn)換成B或J的未知量均可利用霍爾元件來測量,任何轉(zhuǎn)換成B和I乘積的未知量亦可進(jìn)行測量。電參量的測量就是根據(jù)這一原理實(shí)現(xiàn)的。

  若控制電流IC為常數(shù),磁感應(yīng)強(qiáng)度B與被測電流成正比,就可以做成霍爾電流傳感器測電流,若磁感應(yīng)強(qiáng)度B為常數(shù),IC與被測電壓成正比,可制成電壓傳感器測電壓,利用霍爾電壓、電流傳感器可測交流電的功率因數(shù)、電功率和交流電的頻率。

  由UH=KICB可知:若IC為直流,產(chǎn)生磁場B的電流IO為交流時(shí),UH為交流;若IO亦為直流,則輸出也為直流。當(dāng)IC為交流,IO亦為直流時(shí),輸出與IC同頻率的交流且其幅值與被測直流IO大小成正比,改變被測電流IO的方向,輸出電壓UH極性隨之改變。故利用電機(jī)用霍爾傳感器,既可對直流量進(jìn)行測量,亦可對交流量進(jìn)行測量。

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