霍爾傳感器具有怎樣的應(yīng)用特性?具有哪些優(yōu)勢?
霍爾傳感器是根據(jù)霍爾效應(yīng)制作的一種磁場傳感器,霍爾效應(yīng)是磁電效應(yīng)的一種,由霍爾效應(yīng) 的原理可得霍爾電勢的大小取決于:RH為霍爾常數(shù),它與半導(dǎo)體材質(zhì)有關(guān);I為霍爾元件的偏置電流;B為磁場強度;d為半導(dǎo)體材料的厚度。對于一個給定的霍爾器件,當(dāng)偏置電流 I 固定時,UH將完全取決于被測的磁場強度B。
霍爾器件具有許多優(yōu)點,它們的結(jié)構(gòu)牢固,體積小,重量輕,壽命長,安裝方便,功耗小,頻率高(可達1MHZ),耐震動,不怕灰塵、油污、水汽及鹽霧等的污染或腐蝕。
1、霍爾電流由于具有精度高、線性好、頻帶寬、響應(yīng)快、過載能力強和不損失被測電路能量等諸多優(yōu)點,因而被廣泛應(yīng)用于變頻調(diào)速裝置、逆變裝置、UPS電源、逆變焊機、變電站、電解電鍍、數(shù)控機床、微機監(jiān)測系統(tǒng)、電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)和需要隔離檢測大電流、電壓的各個領(lǐng)域中。在電力電子產(chǎn)品中,對大電流進行精確的檢測和控制也是產(chǎn)品安全可靠運行的根本保證。
2、霍爾傳感器的性能特點
霍爾電流傳感器具有優(yōu)越的電性能,是一種先進的、能隔離主電路回路和電子控制電路的電檢測元件。它綜合了互感器和分流器的所有優(yōu)點,同時又克服了互感器和分流器的不足(互感器只適用于50Hz工頻測量;分流器無法進行隔離測量)。 利用同一只霍爾電流傳感器既可以檢測交流也可以檢測直流,甚至可以檢測瞬態(tài)峰值,因而是替代互感器和分流器的新一代產(chǎn)品?;魻栯娏鱾鞲衅骶呷缦绿攸c:可測量任意波形的電流?;魻栯娏鱾鞲衅骺梢詼y量任意波形的電流參量,如直流、交流和脈沖波形等。也可以對瞬態(tài)峰值參數(shù)進行測量,其副邊電路可以忠實地反映原邊電流的波形。 這一點普通互感器無法與其相比,因為普通的互感器一般只適用于50Hz的正弦波;精度高。一般的霍爾電流傳感器在工作區(qū)域內(nèi)的精度優(yōu)于1%,該精度適合于任何波形的測量,而普通互感器精度一般為3%~5%,且只適合于50Hz的正弦波形;線性度優(yōu)于0.5%;動態(tài)性能好。一般霍爾傳感器動態(tài)響應(yīng)時間小于7μs,跟蹤速度di/dt高于50A/μs;
霍爾電流傳感器以其優(yōu)異的動態(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)(無感元件)。一般普通互感器的動態(tài)響應(yīng)時間為10~20μs,這顯然已不適應(yīng)工業(yè)控制系統(tǒng)發(fā)展的需要(感性元件)。工作頻帶寬??稍?~20kHz頻率范圍內(nèi)很好地工作;過載能力強,測量范圍大(0~±10000A)可靠性高,平均無故障工作大于5×10000小時;尺寸小,重量輕,易于安裝且不會給系統(tǒng)帶來任何損失。
霍爾器件的應(yīng)用與我們的日常生活也息息相關(guān),霍爾電壓傳感器相對電磁式電壓互感器而言,具有體積小、重量輕、寬頻帶、交直流兩用等特點,在工業(yè)測控領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。為幫助大家深入了解,本文將對霍爾電壓傳感器的相關(guān)知識予以匯總。如果您對本文即將要涉及的內(nèi)容感興趣的話,那就繼續(xù)往下閱讀吧。
霍爾電壓傳感器的優(yōu)勢
(1)非接觸檢測。在進口設(shè)備的再改造中,以及老舊設(shè)備的技術(shù)改造中,顯示出非接觸測量的優(yōu)越性;原有設(shè)備的電氣接線不用絲毫改動就可以測得電流的數(shù)值。
(2)使用分流器的弊端是不能電隔離,且還有插入損耗,電流越大,損耗越大,體積也越大,人們還發(fā)現(xiàn)分流器在檢測高頻大電流時帶有不可避免的電感性,不能真實傳遞被測電流波形,更不能真實傳遞非正弦波型。電流傳感器完全消除了分流器以上的種種弊端,且精度和輸出電壓值可以和分流器做的一樣,如精度0.5、1.0級,輸出電壓50、75mV和100mV均可。
(3)使用非常方便,取一只LT100-C型電流傳感器,在M端與電源零端串入一只100mA的模擬表頭或數(shù)字萬用表,接上工作電源,將傳感器套在電線回路上,即可準(zhǔn)確顯示主回路0~100A電流值。
傳感器的功能不同其接法也有些不同,在使用霍爾電壓傳感器的時候,必須要正確的接線,否則肯定會出現(xiàn)故障。
霍爾電壓傳感器的接線方法
1、交流兩線型:直接接在控制回路一根接電源一根接負(fù)載
2、交流多線型:兩根接電源兩根接負(fù)載,要看是常開還是常閉,也就是兩根電源線兩根控制線,還有的是一長開一長閉的。
3、直流兩線型:黑色接[或藍色]負(fù)極紅色[或棕色]接負(fù)載
4、直流三線型:分PNP和NPN型,黑色接[或藍色]負(fù)極紅色[或棕色]接正極,色[或黑色]接負(fù)載,還有的是一長開一長閉的PNP反饋正極NPN反饋負(fù)極。
霍爾電壓傳感器應(yīng)用領(lǐng)域
需要電壓測量的場合很多,因為霍爾電壓傳感器的特點是既能測量交流又能測量直流,所以應(yīng)用的場合比較多,在大功率原件得到應(yīng)用的今天,霍爾原理的電壓傳感器與霍爾電流傳感器一起同IGBT等開關(guān)功率器件共同構(gòu)成了電力電子的核心,在UPS,風(fēng)電,鐵路,光伏,整流,電鍍等各行各業(yè)都有著廣泛的應(yīng)用。
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