Hangzhi přesnost

Co je to snímač proudu s hallovým efektem?

Co je snímač proudu Hallovým jevem?

A Hallův snímač proudu je elektronické zařízení, které měří proud procházející vodičem pomocí Hallova jevu. Hallův jev je fyzikální princip, při kterém se na vodiči vytváří rozdíl napětí, známý jako Hallovo napětí, když je vystaven magnetickému poli kolmému ke směru toku proudu. Proudové senzory s Hallovým efektem využívají tento jev k přesnému měření velikosti proudu protékajícího vodičem bez nutnosti přímého elektrického kontaktu.

Obsah

Co je Hallův efekt?

Kdy byl Hallův efekt objeven a jak funguje?

Hallův jev objevil americký fyzik Hall v roce 1879. Při průchodu proudu vodičem v magnetickém poli se ve vodiči vytvoří rozdíl potenciálů kolmý na směr proudu a směr magnetického pole. A velikost rozdílu potenciálů je úměrná vertikální složce magnetické indukce a velikosti proudu. U polovodičů je Hallův jev ještě výraznější.

Hallův jev je v podstatě vychylování pohybujících se nabitých částic v magnetickém poli způsobeném Lorentzovou silou. Když jsou nabité částice (elektrony nebo díry) uzavřeny v pevném materiálu, vede tato odchylka k akumulaci kladných a záporných nábojů ve směru kolmém k proudu a magnetickému poli, čímž se vytvoří další příčné elektrické pole, tj. elektrické pole EH.
Proud IS prochází Hallovým prvkem typu N nebo typu P, směr magnetického pole B je kolmý ke směru proudu IS a směr magnetického pole je zevnitř ven. Pro polovodiče typu N a polovodiče typu P jsou generované směry znázorněny v Hall vlevo a vpravo. Elektrické pole EH (podle toho lze posuzovat vlastnosti Hallova prvku – typ N nebo typ P).

Hallův potenciálový rozdíl EH brání nosičům v dalším posunu do strany. Když jsou síly příčného elektrického pole FE a Lorentzova síla FB, kterou nosiče působí, stejné, akumulace nábojů na obou stranách Hallova prvku dosáhne dynamické rovnováhy.
protože:
FE=eEH, FB=evB,
proto:
eEH=eVB (1)
Předpokládejme, že šířka vzorku je b, tloušťka je d a koncentrace nosiče je n, pak:
IS=nevbd (2)
Ze vzorců (1) a (2) můžeme získat:
Hallův potenciálový rozdíl UH=EHb=(1/ne)(ISB/d)=RH(ISB/d)
RH=1/ne je Hallův koeficient materiálu, což je důležitý parametr odrážející sílu Hallova jevu materiálu.
Pro pevný Hallův prvek je tloušťka d pevná a KH je Hallův koeficient Hallova prvku, který lze získat:
UH=KHISB (3)
To znamená: rozdíl Hallových potenciálů UH je úměrný proudu IS a magnetické indukci B.

Aplikace Hallova jevu

Pomocí Hallova jevu lze vyrobit spínací senzory a lineární senzory. Hallovy snímače spínačového typu jsou široce používány při měření polohy, posunu a rychlosti a lineární Hallovy snímače jsou široce používány při měření magnetického pole, proudu a napětí.
V posledních letech roste poptávka po měření elektřiny s proměnnou frekvencí s nevýkonovou frekvencí a nesinusovou charakteristikou. Vzhledem k úzkému frekvenčnímu aplikačnímu rozsahu elektromagnetických transformátorů, ve srovnání s použitelnými frekvenčními pásmy Hallových napěťových a proudových senzorů Široký a lze je použít pro měření stejnosměrného proudu, je jejich tržní vyhlídka široká.
Pro přesné měření výkonu s proměnnou frekvencí ve složitém elektromagnetickém prostředí by však vzhledem k citlivosti Hallova senzoru na magnetické pole měla být věnována zvláštní pozornost aplikaci. Navíc, protože Hallovy snímače napětí a proudu se používají hlavně pro měření napětí a proudu pro účely řízení, výrobci obecně neposkytují indikátory úhlových rozdílů, které jsou kritické pro měření výkonu. Při příležitostech, které vyžadují přesné měření výkonu, je používejte opatrně.
Stanice National Frequency Conversion Power Measuring Instrument Metrology Station provedla namátkové kontroly některých běžných typů Hallových snímačů napětí a proudu. Při 50 Hz je index úhlového rozdílu mezi 20′~240′ ve srovnání s 10′ 0,2-úrovňového elektromagnetického transformátoru. Jinými slovy, index úhlového rozdílu je špatný a pro případy s nízkým účiníkem má velký vliv na přesnost měření výkonu.

Jak fungují snímače proudu Hallovým jevem a typy

Souhrn snímačů proudu Hallova jevu

Hallovy proudové snímače zahrnují typy s otevřenou a uzavřenou smyčkou. Většina vysoce přesných Hallových proudových snímačů má uzavřenou smyčku. Hallův proudový snímač s uzavřenou smyčkou je založen na Hallově principu magnetické rovnováhy, tedy na principu uzavřené smyčky. Když se generuje primární proud IP Magnetický tok je koncentrován v magnetickém obvodu přes vysoce kvalitní magnetické jádro, Hallův prvek je upevněn ve vzduchové mezeře, aby detekoval magnetický tok, a zpětný kompenzační proud je vydáván přes víceotáčkový cívka navinutá na magnetickém jádru, která slouží k vyrovnání generování IP na primární straně Magnetický tok, takže magnetický tok v magnetickém obvodu je vždy udržován na nule. Po zpracování speciálním obvodem může výstupní svorka snímače vydávat změnu proudu, která přesně odráží proud na primární straně.

Jak fungují snímače proudu Hallovým jevem

Senzory proudu s Hallovým jevem s otevřenou smyčkou

Když primární proud IP protéká dlouhým vodičem, kolem vodiče se vytvoří magnetické pole. Velikost tohoto magnetického pole je úměrná proudu protékajícím drátem. Generované magnetické pole se shromažďuje v magnetickém prstenci a prochází vzduchovou mezerou magnetického prstence. Hallův prvek měří a zesiluje výstup a jeho výstupní napětí VS přesně odráží primární proud IP. Obecný jmenovitý výstup je kalibrován na 4V.

Senzor proudu s Hallovým efektem s otevřenou smyčkou
Princip Hallova proudového senzoru s otevřenou smyčkou

Senzory Hallova proudu s magnetickou rovnováhou (uzavřená smyčka).

Když primární proud IP protéká dlouhým vodičem, kolem vodiče se vytvoří magnetické pole. Velikost tohoto magnetického pole je úměrná proudu protékajícím drátem. Generované magnetické pole se shromažďuje v magnetickém prstenci a prochází vzduchovou mezerou magnetického prstence. Hallův prvek měří a zesiluje výstup a jeho výstupní napětí VS přesně odráží primární proud IP. Obecný jmenovitý výstup je kalibrován na 4V.

Senzor proudu s Hallovým efektem s uzavřenou smyčkou
Hallův proudový senzor s uzavřenou smyčkou_Magnetické vyvážení Princip Hallova proudového senzoru

Magnetický balanční proudový senzor se také nazývá kompenzační senzor, to znamená, že magnetické pole generované primárním proudem Ip na magnetickém sběracím kroužku je kompenzováno magnetickým polem generovaným sekundárním proudem cívky a kompenzační proud Is přesně odráží primární proud Ip, čímž uvedeme Hallův přístroj do provozního stavu detekce nulového magnetického toku.

Specifický pracovní proces je: když proud prochází hlavním obvodem, magnetické pole generované na drátu je shromážděno magnetickým prstencem a indukováno do Hallova zařízení a generovaný signálový výstup je použit k pohonu výkonové elektronky a jeho vytvoření. chování, čímž se získá kompenzace Current Is. Tento proud prochází vícezávitovým vinutím a vytváří magnetické pole, které je přesně opačné než magnetické pole generované měřeným proudem, a tím kompenzuje původní magnetické pole a postupně snižuje výkon Hallova zařízení. Když se magnetické pole generované vynásobením Ip a počet závitů rovná, Is se již nebude zvyšovat. V tomto okamžiku hraje Hallovo zařízení roli indikace nulového magnetického toku. V tuto chvíli lze Ip testovat pomocí Is. Když se Ip změní, rovnováha se zničí a Hallovo zařízení má výstup signálu, to znamená, že výše uvedený proces se opakuje, aby se znovu dosáhlo rovnováhy. Jakákoli změna měřeného proudu tuto rovnováhu naruší. Jakmile je magnetické pole nevyvážené, Hallův přístroj má výstupní signál. Po zesílení výkonu okamžitě protéká sekundárním vinutím odpovídající proud, který kompenzuje nevyvážené magnetické pole. Od nerovnováhy magnetického pole opět k rovnováze je potřebný čas teoreticky menší než 1μs, což je proces dynamické rovnováhy. Z makro pohledu jsou tedy ampérzávity sekundárního kompenzačního proudu v každém okamžiku rovny ampérzávitům primárního měřeného proudu.

Hlavní rozdíl mezi Hallovým proudovým senzorem s uzavřenou smyčkou a Hallovým proudovým senzorem s otevřenou smyčkou

A. Rozdíl v šířce pásma
Mikroskopicky řečeno, magnetické pole ve vzduchové mezeře se vždy mění v blízkosti nulového toku. Protože se magnetické pole mění jen velmi málo, může být změna frekvence rychlejší. Hallův proudový snímač s uzavřenou smyčkou má proto rychlou dobu odezvy. Skutečná šířka pásma Hallova proudového senzoru s uzavřenou smyčkou může obvykle dosáhnout více než 100 kHz. Šířka pásma Hallova proudového senzoru s otevřenou smyčkou je obvykle úzká, například: šířka pásma běžného Hallova proudového senzoru s otevřenou smyčkou je asi 3 kHz.
B. Rozdíl v přesnosti
Výstup sekundární strany Hallova proudového senzoru s otevřenou smyčkou je úměrný intenzitě magnetické indukce ve vzduchové mezeře magnetického jádra a magnetické jádro je vyrobeno z materiálů s vysokou magnetickou permeabilitou. Nelineární a hysterezní efekty jsou vlastní charakteristikou všech materiálů s vysokou magnetickou permeabilitou. Hallův proudový snímač s otevřenou smyčkou má proto obecně špatný úhel linearity a výstup sekundární strany se bude lišit, když signál primární strany stoupá a klesá. Přesnost Hallova proudového snímače s otevřenou smyčkou je obvykle horší než 1%. Protože Hallův proudový snímač s uzavřenou smyčkou pracuje ve stavu nulového toku, nelinearita a hysterezní efekt magnetického jádra neovlivní výstup a lze dosáhnout lepší linearity a vyšší přesnosti. Přesnost Hallova proudového snímače s uzavřenou smyčkou může obecně dosáhnout 0,2%.

Hlavní technické parametry snímače proudu Hallova jevu

Napájecí napětí VA Hallova proudového snímače

Napájecí napětí snímače VA se vztahuje k napájecímu napětí proudového snímače, které musí být v rozsahu specifikovaném snímačem. Za tímto rozsahem snímač nemůže fungovat normálně nebo je snížena spolehlivost. Kromě toho je napájecí napětí VA snímače rozděleno na kladné napájecí napětí VA+ a záporné napájecí napětí VA-. Je třeba poznamenat, že u snímačů s jednofázovým napájením je jeho napájecí napětí VAmin dvojnásobné než u dvoufázového napájecího napětí VAmin, takže jeho měřicí rozsah by měl být vyšší než u dvoufázových snímačů.

Rozsah měření Ipmax

Vztahuje se k maximální hodnotě proudu, kterou lze měřit proudovým snímačem, a rozsah měření je obecně vyšší než standardní jmenovitá hodnota IPN.

Standardní jmenovitá hodnota IPN a jmenovitý výstupní proud ISN

IPN označuje standardní jmenovitou hodnotu, kterou může proudový senzor testovat, vyjádřenou v efektivní hodnotě (Arms), a velikost IPN souvisí s modelem produktu senzoru. ISN označuje jmenovitý výstupní proud proudového snímače, obecně 10~400mA, samozřejmě se může lišit podle některých modelů. Pokud výstupní proud prochází měřicím rezistorem R, lze získat výstupní napěťový signál několika voltů úměrný primárnímu proudu.

Offset aktuální ISO

Offsetový proud se také nazývá reziduální proud nebo reziduální proud, který je způsoben především nestabilním pracovním stavem Hallových prvků nebo operačních zesilovačů v elektronických obvodech. Když je proudový senzor vyroben, při 25°C a IP=0, offsetový proud byl nastaven na minimum, ale senzor bude generovat určité množství offsetového proudu, když opustí výrobní linku.

Linearita

Linearita určuje míru, do jaké je výstupní signál snímače (proud na sekundární straně I0) úměrný vstupnímu signálu (proud na primární straně I) v rozsahu měření.

teplotní posun

Offsetový proud ISO se vypočítá při 25°C. Když se změní okolní teplota kolem Hallovy elektrody, změní se ISO. Proto je důležité vzít v úvahu maximální změnu offsetového proudu ISO, kde IOT odkazuje na hodnotu teplotního driftu v aktuální tabulce výkonu snímače.

Přetížitelnost

Přetížitelnost proudového senzoru znamená, že když dojde k proudovému přetížení, primární proud se bude stále zvyšovat mimo rozsah měření a doba trvání proudu při přetížení může být velmi krátká a hodnota přetížení může překročit povolenou hodnotu senzoru. . Obecně to nelze změřit, ale nezpůsobí poškození senzoru.

přesnost

Přesnost snímačů Hallova efektu závisí na standardním jmenovitém proudu IPN. Při +25°C má přesnost měření snímače určitý vliv na primární proud a při hodnocení přesnosti snímače je třeba vzít v úvahu i vliv offsetového proudu, linearity a teplotního driftu.

Aplikace proudových snímačů Hallova jevu

V posledních letech se v automatizačních systémech používá velké množství výkonných tranzistorů, usměrňovačů a tyristorů a široce se používají obvody pro regulaci rychlosti střídavého kmitočtu a modulaci šířky pulzu, takže obvod již není jen tradiční 50 -cyklická sinusová vlna a objevily se různé typy sinusových vln. průběh. Pro tento druh obvodu nemůže tradiční metoda měření odrážet jeho skutečný průběh a komponenty detekce proudu a napětí nejsou vhodné pro snímání a detekci středně vysokých frekvencí a vysokých di/dt proudových průběhů.
Senzory s Hallovým efektem, které mohou měřit proud a napětí libovolných průběhů. Výstupní svorka může skutečně odrážet parametry průběhu proudu nebo napětí vstupní svorky. S cílem na společnou nevýhodu velkého teplotního driftu u snímačů s Hallovým efektem je pro řízení použit kompenzační obvod, který účinně snižuje vliv teploty na přesnost měření a zajišťuje přesné měření; má vlastnosti vysoké přesnosti, pohodlné instalace a nízké ceny.
Senzory s Hallovým efektem jsou široce používány v zařízeních pro řízení rychlosti frekvenční konverze, invertorových zařízeních, napájecích zdrojích, komunikačních napájecích zdrojích, elektrických svářecích strojích, elektrických lokomotivách, rozvodnách, CNC obráběcích strojích, elektrolytickém pokovování, monitorování mikropočítačů, monitorování elektrické sítě a dalších zařízeních, která potřeba izolovat a detekovat proud a napětí.

Hallovy proudové senzory, zejména Hallovy proudové senzory s uzavřenou smyčkou, byly široce používány v oblasti průmyslového měření a regulace kvůli jejich charakteristikám širokého frekvenčního pásma, střídavého a stejnosměrného proudu a nesnadné magnetické saturaci. Hallovy proudové snímače však mají také některé nevýhody:
1. Ve srovnání s elektromagnetickým proudovým transformátorem je jeho sekundární proud malý a jeho schopnost proti rušení relativně slabá;
2. Citlivé na vliv okolního magnetického pole, což snižuje přesnost měření;
3. Obecně není poskytován index úhlového rozdílu a při použití pro měření výkonu nelze vysledovat zdroj systémové chyby.
Obecně se doporučuje, aby Hallovy proudové snímače byly používány pro účely řízení, které nezahrnují měření výkonu nebo nevyžadují vysokou přesnost; pro měření výkonu nebo měření energie sinusových obvodů výkonové frekvence se doporučují elektromagnetické transformátory proudu.

Aplikace Hallových proudových snímačů - srovnání s jinými snímacími komponenty

V minulosti byly běžně používanými součástmi pro detekci proudu bočníky a proudové transformátory.
Největší problém při použití bočníků je, že mezi vstupem a výstupem není galvanická izolace. Při použití bočníku pro detekci vysokofrekvenčního nebo velkého proudu je navíc nevyhnutelně induktivní, takže zapojení bočníku neovlivňuje pouze měřený průběh proudu, ale také nemůže skutečně přenášet nesinusové průběhy.
Proudový transformátor má vysokou přesnost pod specifikovanou pracovní frekvencí, ale frekvenční rozsah, kterému se dokáže přizpůsobit, je velmi úzký, zejména nemůže přenášet stejnosměrný proud. Navíc při práci proudového transformátoru dochází k budícímu proudu, takže je to indukční prvek a má stejné nevýhody jako bočník.

Aplikace Hallova proudového senzoru – záležitosti vyžadující pozornost

Stejně jako konvenční proudové senzory mají obecné Hallovy proudové senzory čtyři kolíky, kladný (+), záporný (-), měřicí svorku (M) a zem (0), ale drátové proudové senzory tyto čtyři kolíky nemají. , ale existují tři vodiče červený, černý, žlutý a zelený, které odpovídají kladnému pólu, zápornému pólu, měřicí svorce a zemi. Zároveň je u většiny snímačů vnitřní otvor a vodič by měl při měření primárního proudu procházet vnitřním otvorem. Velikost otvoru má nevyhnutelný vztah k modelu výrobku a velikosti měřeného proudu.

Bez ohledu na typ proudového snímače by měla být kabeláž kolíků zapojena podle podmínek uvedených v návodu při instalaci.

1) Při měření střídavého proudu je povinné použít bipolární napájecí zdroj. To znamená, že kladný pól (+) snímače je připojen ke svorce „+VA“ napájecího zdroje a záporný pól je připojen ke svorce „-VA“ napájecího zdroje. Toto zapojení se nazývá bipolární napájecí zdroj. Současně je měřicí svorka (M) připojena ke svorce „0V“ napájecího zdroje přes odpor (jednoprstový typ s nulovým magnetickým tokem).
2) Při měření stejnosměrného proudu lze použít unipolární nebo jednofázové napájení, to znamená, že kladný nebo záporný pól se zkratuje svorkou „0V“, takže je připojena pouze jedna elektroda.

Kromě toho musí být při instalaci plně zváženo použití, model, řada a instalační prostředí produktu. Senzor by měl být například instalován na místě, které vede k odvodu tepla.
Kromě instalace kabeláže, okamžité kalibrace a kalibrace a věnování pozornosti pracovnímu prostředí senzoru byste měli také věnovat pozornost následujícím položkám, abyste zajistili přesnost testu:

1) Primární vodič by měl být umístěn ve středu vnitřního otvoru snímače a neměl by být pokud možno vychýlen;
2) Naplňte vnitřní otvor snímače tak úplně, jak je to jen možné, primárním vodičem, aniž byste ponechali žádné mezery;
3) Měřený proud by se měl blížit standardní jmenovité hodnotě IPN snímače a rozdíl by neměl být příliš velký. Pokud jsou podmínky omezené, je k dispozici pouze jeden snímač s vysokou jmenovitou hodnotou a měřená hodnota proudu je mnohem nižší než jmenovitá hodnota. Pro zlepšení přesnosti měření lze primární vodič několikrát navinout, aby se přiblížil jmenovité hodnotě. Například, když je senzor s jmenovitou hodnotou 100A použit k měření proudu 10A, za účelem zlepšení přesnosti může být primární vodič navinut desetkrát kolem středu vnitřního otvoru senzoru (obecně, NP=1; v jednom kruhu ve vnitřním otvoru, NP= 2;…;Devět kruhů, NP=10, pak NP×10A=100A se rovná jmenovité hodnotě snímače, což může zlepšit přesnost).

Zažije Hallův proudový senzor magnetickou saturaci?

co je to jev magnetické saturace?

Feromagnetická nebo ferimagnetická látka je ve stavu, kdy se magnetická polarizace nebo magnetizace výrazně nezvyšuje s nárůstem intenzity magnetického pole.
Vzhledem k omezení fyzikální struktury magnetického permeabilního materiálu nemůže procházející magnetický tok narůstat donekonečna. Ať už zvýšíte proud nebo počet závitů, magnetický tok procházející určitým objemem magnetického permeabilního materiálu se již nezvýší na určitou hodnotu a bude dosaženo magnetické saturace. .
Předpokládejme, že existuje elektromagnet, když je aplikován jednotkový proud, generovaná síla magnetického pole je 1, když se proud zvýší na 2, síla magnetického pole se zvýší na 2,3, když je proud 5, síla magnetického pole je 7, ale proud dosáhne 6 Když je síla magnetického pole stále 7, pokud se proud dále zvyšuje, síla magnetického pole je 7 a již se nezvyšuje. V této době se říká, že elektromagnet má magnetickou saturaci.

Nebezpečí magnetické saturace

Vnitřek Hallova proudového snímače obsahuje materiály s vysokou magnetickou permeabilitou. Poté, co jsou materiály s vysokou magnetickou permeabilitou magneticky nasyceny, sekundární proud (nebo napětí) snímače se již nebude měnit podle změny primárního proudu, což má za následek chyby měření nebo selhání ochrany sekundárního obvodu. Dočasná magnetická saturace může také způsobit nadměrné zahřívání magnetického vodivého materiálu a poškodit izolaci mezi primárním obvodem a sekundárním obvodem Hallova proudového snímače, což ohrožuje zařízení a bezpečnost osob.

Problém magnetické saturace snímače Hallova proudu

Mnoho výrobců Hallových proudových senzorů také propaguje absenci magnetické saturace jako důležitou výhodu Hallových proudových senzorů ve svých technických materiálech. Absence magnetické saturace Hallova proudového senzoru je téměř jednou z hlavních výhod Hallova proudového senzoru, který je široce uznáván od jeho aplikace.
Je to pravda?
Hallův proudový senzor ve skutečnosti obsahuje nelineární magnetické jádro, které již určuje, že Hallův proudový senzor bude za určitých okolností magneticky nasycený!

Problém magnetické saturace u Hallova snímače proudu s otevřenou smyčkou

Níže uvedený obrázek je schematický diagram typické magnetizační křivky všech materiálů s vysokou magnetickou permeabilitou:

Magnetizační křivka jádra Hallova proudového snímače

Na obrázku je Oa' počáteční nelineární segment, a'a“ je lineární segment a a“a je oblast nasycení. Jak všichni víme, pro získání lepších výsledků měření, ať už se jedná o Hallův proudový senzor s otevřenou smyčkou nebo elektromagnetický transformátor, bude jako pracovní rozsah použit úsek s lepší linearitou v magnetizační křivce. Jinými slovy, pokud magnetická indukce překročí určitý rozsah v lineární oblasti, dojde k magnetickému nasycení.
Ve srovnání s elektromagnetickým transformátorem existuje pouze jeden důvod pro magnetické nasycení Hallova proudového senzoru s otevřenou smyčkou, to znamená, že primární proud je dostatečně velký.
Nezpůsobí magnetickou saturaci kvůli nízké proudové frekvenci, což je výhoda Hallova proudového senzoru a také charakteristika magnetické saturace Hallova proudového senzoru s otevřenou smyčkou.
Oproti tomu elektromagnetický transformátor má také výhodu, to znamená, že sekundární zátěž je dostatečně malá, i když dojde k velkému přetížení, k magnetickému sycení nedojde.

Problém magnetické saturace Hallova snímače proudu s uzavřenou smyčkou

Problém magnetické saturace Hallova proudového senzoru s otevřenou smyčkou je relativně jednoduchý. Naproti tomu problém magnetické saturace Hallova proudového senzoru s uzavřenou smyčkou se zdá být nepochopitelný, protože magnetický tok v magnetickém jádru je nulový, když Hallův proudový senzor s uzavřenou smyčkou funguje normálně. při nulovém magnetickém toku přirozeně nebude nasycen.
To však bude možné pouze za normálních pracovních podmínek!
Ve skutečnosti, i když se problém s magnetickou saturací elektromagnetického transformátoru proudu nebo Hallova snímače proudu s otevřenou smyčkou vyskytne za abnormálních pracovních podmínek, jako je přetížení, nízká frekvence a velké zatížení, za normálních pracovních podmínek k němu nedojde. Magnetická saturace!
Z principu činnosti Hallova proudového snímače s uzavřenou smyčkou je patrné, že nulový magnetický tok je založen na předpokladu, že magnetické pole generované kompenzačním vinutím na sekundární straně může kompenzovat magnetické pole generované vodičem na primární straně. Může tedy Hallův proudový snímač s uzavřenou smyčkou za jakýchkoli okolností udržet tento nulový tok?

Očividně ne!
A. Když snímač není napájen, kompenzační vinutí sekundární strany negeneruje proud. V tomto okamžiku je Hallův proudový senzor s uzavřenou smyčkou ekvivalentní Hallovu proudovému senzoru s otevřenou smyčkou. Dokud je primární proud dostatečně velký, dojde k magnetickému nasycení.
B. Normální napájení, ale primární proud je příliš velký. Je to proto, že proud, který může sekundární kompenzační vinutí generovat, je přece jen omezený. Když je magnetické pole generované primárním proudem větší než maximální magnetické pole, které může sekundární kompenzační vinutí vytvořit, magnetická rovnováha se poruší a magnetické pole prochází magnetickým jádrem. Když se proud dále zvyšuje, zvětšuje se i magnetické pole v magnetickém jádru. Když je primární proud dostatečně velký, Hallův proudový senzor s uzavřenou smyčkou přejde do stavu magnetické saturace!
Ve srovnání s elektromagnetickými proudovými transformátory a Hallovými proudovými senzory s otevřenou smyčkou je magnetická saturace Hallových proudových senzorů s uzavřenou smyčkou méně pravděpodobná, ale to neznamená, že k ní nedojde. Nesprávné používání nebo dlouhodobé přetěžování může také způsobit magnetickou saturaci.

cs_CZČeština