精密传感器
霍尔传感器
霍尔电流传感器分为开环式霍尔电流传感器和闭环式霍尔电流传感器,而霍尔电压传感器一般都采用磁平衡式即闭环式的结构。两种结构方式相比较,开环霍尔传感器结构简单,成本低;闭环霍尔传感器比开环霍尔传感器检测精度要高,可是成本也高,工艺也较开环霍尔传感器复杂。
在应用时,要求不太高的场合,可以选用开环霍尔传感器,以节约成本;要求较高的应用可以选用闭环霍尔传感器,以提高精度。

开环式霍尔电流传感器原理图如下:

当测量电流,也就是原边电流IP(Primary Current)流过一根长导线时,如图3-3所示。原边电流IP会在导线周围产生一个磁场,方向为顺时针方向,磁场B的大小与电流的大小成正比关系。由原边电流激发的磁场聚集在磁环内,通过气隙将磁场加到了霍尔元件上。此时,霍尔元件上会产生一个霍尔电压UH,该电压信号通过后级的放大电路和调理电路,输出一个与磁场B大小乘正比的电压Vout,即 :

普通的霍尔电流传感器的输出Vout一般在0.5V到4.5V之间。 开环霍尔电流传感器的缺点是它的测量范围即原边电流IP的取值和带宽(Frequency Bandwidth)等受到一定的限制。在这种应用中,霍尔元件是磁场强度检测器,它检测的是磁芯气隙中的磁感应强度。电流增大后,磁场强大也随着增大,磁芯可能达到饱和。同时,随着频率升高,磁芯中的涡流损耗、磁滞损耗等也会随之升高。这些都会对测量精度产生影响。为了避免这些不良影响,可采取一些改进措施该,例如选择饱和磁感应强度高的磁芯材料,制成多层磁芯,采用多个霍尔元件来进行检测等。但是,这就增加了制造的成本,且精度也不太理想。所以,闭环磁平衡式的霍尔电压电流传感器就开始出现了。 

上图所示为闭环霍尔电流传感器的原理图。闭环霍尔电流传感器,也就是磁平衡式霍尔电流传感器,也称补偿式传感器,即原边电流IP在聚磁环处所产生的磁场通过一个次级线圈电流所产生的磁场进行补偿,其补偿电流IS精确的反映原边电流IP,即 :

式中的NS指的是副边补偿线圈的匝数,NP指的是通过聚磁环的原边导线的匝数,通常NP=1,则补偿电流,即输出电流等于

负反馈自动补偿式的电流传感器整个模型大致由磁芯(聚磁环)、霍尔元件、放大调理电路、副边补偿线圈、反馈环节和外部测量电阻组成。和开环式的霍尔电流传感器比较,可以发现,闭环式的在磁芯上头缠绕了匝数为NS的副边补偿线圈,并且在放大器的输出端接入了放大反馈调节。由图可知,传感器的输出为电流信号Is,在适用霍尔传感器的时候,我们必须再外接一个测量电阻Rm,以此得到电压信号。 

闭环式霍尔电流传感器的具体工作过程为:当原边有一电流IP通过时,将在导线周围激发出一个磁场,聚能磁环将大部分的磁能聚集在一起,将磁场垂直地加到霍尔元件上,由此产生一个微弱的霍尔电压HU。由于该霍尔电压的数值很小,需要通过放大器放大后才能驱动后级的三极管。由于后级的开关管在集电极和发射机之间已经有正向电压,所以当放大后的霍尔电压加到基极上时,开关管导通,从后获得一个补偿电流Is 。
    这一电流再通过匝数NS的副边补偿线圈产生磁场,该磁场与被测电流产生的磁场正好相反,因而补偿了原来的磁场,使霍尔元件的输出电压UH逐渐减小。当Is*Ns=Ip*Np时,Is不再增加,这时霍尔器件起到指示零磁通的作用,此时可以通过Is的大小来测量Ip的大小,即:

即可获得初级电流大小。

由于霍尔器件的工作原理以及霍尔传感器的结构,霍尔传感器不但可以检测直流电流,还可以检测交流电流、或者脉冲电流等。

    霍尔电压传感器的工作原理和闭环式霍尔传感器相似。首先需要在传感器上增加一个初级绕组。初级绕组输入端,加分压限流电阻,把原边的高电压通过分压限流电阻转换成一个适当的电流,然后转换的电流再流经霍尔传感器的初级绕组,也就相当于霍尔电流传感器的初级输入电流了。后续的工作原理和霍尔电流传感器的工作原理相同。
    公司目前生产的霍尔传感器有开环霍尔电流传感器和闭环霍尔电流传感器、霍尔电压传感器等产品。可检测电流大小从几个安培到上千安培。输出方式有引针输出,插线端子输出,和引线输出等。

本系列产品采用优质进口霍尔器件,并在电路的关键器件上采用了更为可靠的工业级品,极大的保证了产品的稳定性,可靠性。部分产品采用精密恒流技术和线性温度补偿技术,将其变为标准的跟踪电压输出;具有高精度、高隔离度、低功耗、低漂移、温度范围宽、抗干扰能力强等特点。
    根据需要,产品可以采用技术外壳封装,抗干扰、抗冲击、抗震动能力更优。
    产品输出信号,根据设计可以改变,输出电压和电流基本满足设计要求。
    需要注意的是,传感器的供电电源严格按照规格书上要求接线,极性切不可接错,否则有可能烧坏传感器。

特  点:

(1)精度高、线性度好.

(2)过载能力强,根据需要可5倍/10倍于额定电流.

(3)抗干扰能力强,可以定制金属外壳.

(4)频带宽,频率响应快.

(5)紧凑设计,体积小,外形美观.

(6)一致性好、互换性优.


产品命名:

颜色代码:  
0:黑;   3:2;   8:灰色;   9:白色;
客户指定的外壳颜色,依据颜色系主色进行编码分类;

正常使用条件:

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