Mikä on Hall-efektivirta-anturi?

A Hall-ilmiövirta-anturi on elektroninen laite, joka mittaa johtimen läpi kulkevaa virtaa hyödyntäen Hall-ilmiötä. Hall-ilmiö on fysikaalinen periaate, jossa jännite-ero, joka tunnetaan nimellä Hall-jännite, syntyy johtimen yli, kun se altistuu magneettikentällä, joka on kohtisuorassa virran suuntaa vastaan. Hall-ilmiövirtaanturit käyttävät tätä ilmiötä mittaamaan tarkasti johtimen läpi kulkevan virran suuruutta ilman suoraa sähköistä kosketusta.

Mikä on Hall-efekti?

Milloin Hall Effect löydettiin ja miten se toimii?

Hall-ilmiön löysi yhdysvaltalainen fyysikko Hall vuonna 1879. Kun virta kulkee johtimen läpi magneettikentässä, johtimeen syntyy potentiaaliero, joka on kohtisuorassa virran suuntaan ja magneettikentän suuntaan. Ja potentiaalieron suuruus on verrannollinen magneettisen induktion pystysuuntaiseen komponenttiin ja virran suuruuteen. Puolijohteissa Hall-ilmiö on vieläkin selvempi.

Hall-ilmiö on pohjimmiltaan Lorentzin voiman aiheuttama liikkuvien varautuneiden hiukkasten taipuma magneettikentässä. Kun varautuneita hiukkasia (elektroneja tai reikiä) on suljettu kiinteään materiaaliin, tämä taipuma johtaa positiivisten ja negatiivisten varausten kerääntymiseen virtaa ja magneettikenttää vastaan kohtisuorassa suunnassa, jolloin muodostuu ylimääräinen poikittaissähkökenttä, eli Hall. sähkökenttä EH.
Virta IS kulkee N- tai P-tyypin Hall-elementin läpi, magneettikentän B suunta on kohtisuorassa virran IS:n suuntaan ja magneettikentän suunta on sisältä ulospäin. N-tyypin puolijohteiden ja P-tyypin puolijohteiden generoidut suunnat ovat vasemmalla ja oikealla olevassa Hallissa esitetyt. Sähkökenttä EH (tämän mukaan Hall-elementin ominaisuudet voidaan arvioida – N-tyyppi tai P-tyyppi).

Hall-potentiaaliero EH estää kantoaaltoja jatkamasta siirtymistä sivulle. Kun kantajien kokema poikittaissähkökenttävoima FE ja Lorentzin voima FB ovat yhtä suuret, saavuttaa Hall-elementin molemmille puolille kertyvä varaus dynaamisen tasapainon.
koska:
FE=eEH, FB=evB,
siksi:
eEH=eVB (1)
Oletetaan, että näytteen leveys on b, paksuus d ja kantaja-ainepitoisuus n, niin:
IS=nevbd (2)
Kaavoista (1) ja (2) voimme saada:
Hall-potentiaaliero UH=EHb=(1/ne)(ISB/d)=RH(ISB/d)
RH=1/ne on materiaalin Hall-kerroin, joka on tärkeä materiaalin Hall-ilmiön vahvuutta kuvaava parametri.
Kiinteälle Hall-elementille paksuus d on kiinteä ja KH on Hall-elementin Hall-kerroin, joka saadaan:
UH=KHISB (3)
Eli Hall-potentiaaliero UH on verrannollinen virtaan IS ja magneettiseen induktioon B.

Hall-efektin sovellukset

Hall-efektillä voidaan tehdä kytkinantureita ja lineaarisia antureita. Kytkintyyppisiä Hall-antureita käytetään laajalti asennon, siirtymän ja nopeuden mittauksessa, ja lineaarisia Hall-antureita käytetään laajalti magneettikentän, virran ja jännitteen mittaamisessa.
Viime vuosina on lisääntynyt kysyntä muuttuvataajuisen sähkön mittaukselle, jolla on ei-tehotaajuinen ja ei-sinimuotoinen ominaisuus. Sähkömagneettisten muuntajien kapeasta taajuussovellusalueesta johtuen Hallin jännite- ja virta-antureiden soveltuvat taajuuskaistat Wide, ja niitä voidaan käyttää tasavirtamittauksiin, ovat sen markkinanäkymät laajat.
Muuttuvan taajuuden tehon tarkkaan mittaamiseen monimutkaisessa sähkömagneettisessa ympäristössä on kuitenkin kiinnitettävä erityistä huomiota sovellukseen, koska Hall-anturin herkkyys magneettikentälle on. Lisäksi, koska Hall-jännite- ja virtaantureita käytetään pääasiassa jännitteen ja virran mittaamiseen ohjaustarkoituksiin, valmistajat eivät yleensä tarjoa tehonmittauksen kannalta kriittisiä kulmaeroindikaattoreita. Käytä niitä varoen tilanteissa, joissa tarvitaan tarkkaa tehonmittausta.
National Frequency Conversion Power Measuring Instrument Metrology Station on suorittanut pistotarkastuksia joillekin yleisille Hall-jännite- ja virta-antureille. 50 Hz:llä kulmaeroindeksi on välillä 20′~240′ verrattuna 0,2-tason sähkömagneettisen muuntajan 10′:aan. Toisin sanoen kulmaeroindeksi on huono, ja tilanteissa, joissa tehokerroin on pieni, sillä on suuri vaikutus tehonmittauksen tarkkuuteen.

Miten Hall-tehovirtaanturit toimivat ja tyypit

Yhteenveto Hall-efektivirta-antureista

Hall-virtaantureita ovat avoimen silmukan ja suljetun silmukan tyypit. Suurin osa erittäin tarkoista Hall-virta-antureista on suljetun silmukan. Suljetun silmukan Hall-virta-anturi perustuu magneettisen tasapainon Hall-periaatteeseen, eli suljetun silmukan periaatteeseen. Kun ensiövirta IP tuottaa Magneettivuo keskittyy magneettipiiriin korkealaatuisen magneettisydämen kautta, Hall-elementti kiinnitetään ilmarakoon havaitsemaan magneettivuon ja käänteinen kompensointivirta lähetetään monikierroksen kautta. magneettisydämeen kierretty kela, jota käytetään kompensoimaan IP:n muodostumista ensiöpuolella Magneettivuo, jotta magneettivuo magneettipiirissä pysyy aina nollassa. Sen jälkeen, kun anturin lähtöliitin on käsitelty erityisellä piirillä, se voi tuottaa virranmuutoksen, joka heijastaa tarkasti ensiöpuolen virtaa.

Hangzhi Precision Hall Effect -virtaanturien vaihto

Kuinka Hall-tehovirtaanturit toimivat

Avoimen silmukan Hall-efektivirtaanturit

Kun primäärivirta IP kulkee pitkän johdon läpi, johdon ympärille syntyy magneettikenttä. Tämän magneettikentän suuruus on verrannollinen johdon läpi kulkevaan virtaan. Muodostunut magneettikenttä kerääntyy magneettirenkaaseen ja kulkee magneettirenkaan ilmaraon läpi. Hall-elementti mittaa ja vahvistaa lähtöä, ja sen lähtöjännite VS heijastaa tarkasti ensiövirtaa IP. Yleinen nimellislähtö on kalibroitu 4 V:iin.

Magneettisen tasapainon (suljetun silmukan) Hall-efektivirtaanturit

Magneettista tasapainovirta-anturia kutsutaan myös kompensointianturiksi, eli ensiövirran Ip synnyttämä magneettikenttä magneettisen kokoamisrenkaan kohdalla kompensoidaan toisiokäämin virran synnyttämällä magneettikentällä, ja kompensointivirta Is heijastaa tarkasti primäärivirta Ip, joten saa Hall-laitteen toimintatilaan, jossa se havaitsee nollan magneettivuon.

Erityinen työprosessi on: kun virta kulkee pääpiirin läpi, magneettirengas kerää johtimelle syntyneen magneettikentän ja indusoi sen Hall-laitteeseen, ja generoitua signaalilähtöä käytetään tehoputken ohjaamiseen ja sen tekemiseen. käyttäytymistä ja siten saada korvausta Current Is. Tämä virta kulkee monikierroskäämin läpi muodostaen magneettikentän, joka on täsmälleen vastakkainen mitatun virran synnyttämän magneettikentän kanssa, mikä kompensoi alkuperäistä magneettikenttää ja vähentää asteittain Hall-laitteen tehoa. Kun magneettikenttä, joka syntyy kertomalla Ip ja kierrosten lukumäärä, on yhtä suuri, Is ei enää kasva. Tällä hetkellä Hall-laite näyttää magneettivuon nollaa. Tällä hetkellä Is voi testata Ip:n. Kun Ip muuttuu, tasapaino tuhoutuu ja Hall-laitteella on signaalilähtö, eli yllä oleva prosessi toistetaan tasapainon saavuttamiseksi uudelleen. Mikä tahansa muutos mitatussa virrassa häiritsee tätä tasapainoa. Kun magneettikenttä on epätasapainossa, Hall-laitteessa on signaalilähtö. Tehon vahvistamisen jälkeen vastaava virta kulkee välittömästi toisiokäämin läpi kompensoimaan epäsymmetristä magneettikenttää. Magneettikentän epätasapainosta taas tasapainoon tarvittava aika on teoriassa alle 1 μs, mikä on dynaaminen tasapainotusprosessi. Siksi makron näkökulmasta toisiokompensointivirran ampeerikierrokset ovat samat kuin ensisijaisen mitatun virran ampeerikierrokset milloin tahansa.

Suurin ero suljetun silmukan Hall-virta-anturin ja avoimen silmukan Hall-virta-anturin välillä

A. Kaistanleveysero
Mikroskooppisesti katsottuna ilmaraon magneettikenttä muuttuu aina lähellä nollavirtaa. Koska magneettikenttä muuttuu hyvin vähän, muuttuva taajuus voi olla nopeampi. Siksi suljetun silmukan Hall-virta-anturilla on nopea vasteaika. Todellinen suljetun silmukan Hall-virtaanturin kaistanleveys voi yleensä olla yli 100 kHz. Avoimen silmukan Hall-virta-anturin kaistanleveys on yleensä kapea, kuten: yleisen avoimen silmukan Hall-virta-anturin kaistanleveys on noin 3 kHz.
B. Tarkkuusero
Avoimen silmukan Hall-virtaanturin toisiopuolen lähtö on verrannollinen magneettisen induktion intensiteettiin magneettisydämen ilmavälissä, ja magneettisydän on valmistettu korkean magneettisen läpäisevyyden materiaaleista. Epälineaariset ja hystereesivaikutukset ovat luontaisia ominaisuuksia kaikille korkean magneettisen läpäisevyyden materiaaleille. Siksi avoimen silmukan Hall-virta-anturilla on yleensä huono lineaarisuuskulma, ja toisiopuolen lähtö on erilainen, kun ensiöpuolen signaali nousee ja laskee. Avoimen silmukan Hall-virtaanturin tarkkuus on tyypillisesti huonompi kuin 1%. Koska suljetun silmukan Hall-virta-anturi toimii nollavuon tilassa, magneettisydämen epälineaarisuus ja hystereesivaikutus ei vaikuta lähtöön, ja parempi lineaarisuus ja suurempi tarkkuus voidaan saavuttaa. Suljetun silmukan Hall-virtaanturin tarkkuus voi yleensä olla 0,2%.

Hall-ilmiövirtaanturin tärkeimmät tekniset parametrit

Hall-virtaanturin syöttöjännite VA

Anturin syöttöjännite VA tarkoittaa virta-anturin syöttöjännitettä, jonka on oltava anturin määrittelemällä alueella. Tämän alueen ulkopuolella anturi ei voi toimia normaalisti tai luotettavuus heikkenee. Lisäksi anturin syöttöjännite VA on jaettu positiiviseen syöttöjännitteeseen VA+ ja negatiiviseen syöttöjännitteeseen VA-. On huomioitava, että antureissa, joissa on yksivaiheinen virtalähde, sen syöttöjännite VAmin on kaksinkertainen kaksivaiheisen teholähteen jännitteeseen VAmin verrattuna, joten sen mittausalueen tulisi olla suurempi kuin kaksitehoisten antureiden.

Mittausalue Ipmax

Se viittaa virran maksimiarvoon, jonka virta-anturi voi mitata, ja mittausalue on yleensä korkeampi kuin vakionimellisarvo IPN.

Vakionimellisarvo IPN ja nimellislähtövirta ISN

IPN viittaa vakionimellisarvoon, jonka nykyinen anturi voi testata, ilmaistuna tehollisina arvoina (arms), ja IPN:n koko liittyy anturituotteen malliin. ISN viittaa virta-anturin nimellislähtövirtaan, yleensä 10-400 mA, tietysti se voi vaihdella joidenkin mallien mukaan. Jos lähtövirta kulkee mittausvastuksen R läpi, voidaan saada primäärivirtaan verrannollinen useiden volttien jännitelähtösignaali.

Offset nykyinen ISO

Poikkeamavirtaa kutsutaan myös jäännösvirraksi tai vikavirraksi, joka johtuu pääasiassa elektroniikkapiirien Hall-elementtien tai operaatiovahvistimien epävakaudesta. Kun virta-anturi valmistetaan, lämpötilassa 25°C ja IP=0, offset-virta on säädetty minimiin, mutta anturi tuottaa tietyn määrän offset-virtaa, kun se lähtee tuotantolinjalta.

Lineaarisuus

Lineaarisuus määrittää, missä määrin anturin lähtösignaali (toisiopuolen virta I0) on verrannollinen tulosignaaliin (ensisijaisen puolen virta I) mittausalueella.

lämpötilan poikkeama

Siirtymävirta ISO lasketaan 25 °C:ssa. Kun ympäristön lämpötila Hall-elektrodin ympärillä muuttuu, ISO muuttuu. Siksi on tärkeää ottaa huomioon maksimimuutos offset-virran ISO:ssa, jossa IOT viittaa lämpötilan poikkeaman arvoon nykyisen anturin suorituskykytaulukossa.

Ylikuormituskapasiteetti

Virta-anturin ylikuormituskapasiteetti tarkoittaa, että virran ylikuormituksen sattuessa ensiövirta kasvaa silti mittausalueen ulkopuolella ja ylikuormitusvirran kesto voi olla hyvin lyhyt ja ylikuormitusarvo voi ylittää anturin sallitun arvon. . Yleensä sitä ei voi mitata, mutta se ei vahingoita anturia.

tarkkuus

Hall-antureiden tarkkuus riippuu standardinmukaisesta IPN-virtaluokituksesta. +25°C:ssa anturin mittaustarkkuudella on tietty vaikutus ensiövirtaan, ja anturin tarkkuutta arvioitaessa on huomioitava myös offset-virran, lineaarisuuden ja lämpötilapoikkeaman vaikutus.

Hall-efektivirta-anturien sovellukset

Viime vuosina automaatiojärjestelmissä on käytetty paljon suuritehoisia transistoreja, tasasuuntaajia ja tyristoreita, ja AC-taajuusmuunnosnopeuden säätö- ja pulssinleveysmodulaatiopiirejä on käytetty laajalti, joten piiri ei ole enää vain perinteinen 50 -syklinen siniaalto, ja erilaisia erityyppisiä siniaaltoja on ilmaantunut. aaltomuoto. Tällaisissa piireissä perinteinen mittausmenetelmä ei voi heijastaa sen todellista aaltomuotoa, eivätkä virran- ja jännitteenilmaisukomponentit sovellu keskikorkean taajuuden ja korkean di/dt-virran aaltomuodon havaitsemiseen ja havaitsemiseen.
Hall-anturit, jotka voivat mitata mielivaltaisten aaltomuotojen virtaa ja jännitettä. Lähtöliitin voi todella heijastaa tuloliittimen virran tai jännitteen aaltomuotoparametreja. Hall-antureiden suuren lämpötilan poikkeaman yhteisenä haittapuolena on ohjauksessa käytetty kompensointipiiriä, joka vähentää tehokkaasti lämpötilan vaikutusta mittaustarkkuuteen ja varmistaa tarkan mittauksen; sillä on korkea tarkkuus, kätevä asennus ja alhainen hinta.
Hall-efektiantureita käytetään laajalti taajuusmuunnosnopeuden säätölaitteissa, invertterilaitteissa, ups-virtalähteissä, viestintävirtalähteissä, sähköhitsauskoneissa, sähkövetureissa, sähköasemissa, CNC-työstökoneissa, elektrolyyttisessä pinnoituksessa, mikrotietokoneen valvonnassa, sähköverkon valvonnassa ja muissa tiloissa, jotka täytyy eristää ja havaita virta ja jännite.

Hall-virtaantureita, erityisesti suljetun silmukan Hall-virtaantureita, on käytetty laajalti teollisessa mittauksessa ja ohjauksessa, koska niillä on laaja taajuusalue, AC ja DC, eikä niiden magneettinen kyllästyminen ole helppoa. Hall-virta-antureilla on kuitenkin myös joitain haittoja:
1. Sähkömagneettiseen virtamuuntajaan verrattuna sen toisiovirta on pieni ja sen häiriönestokyky suhteellisen heikko;
2. Alttia ympäristön magneettikentän vaikutuksille, mikä vähentää mittaustarkkuutta;
3. Yleensä kulmaeroindeksiä ei anneta, ja kun sitä käytetään tehon mittaukseen, järjestelmävirheen lähdettä ei voida jäljittää.
Hallin virta-antureita suositellaan yleisesti käytettäväksi ohjaustarkoituksiin, joihin ei liity tehonmittausta tai jotka eivät vaadi suurta tarkkuutta; tehomittaukseen tai tehon mittaukseen sinimuotoisten tehotaajuuspiirien energian mittaamiseen suositellaan sähkömagneettisia virtamuuntajia.

Hall-virta-anturien sovellukset - vertailu muihin anturikomponentteihin

Aiemmin yleisesti käytettyjä komponentteja virran havaitsemiseen olivat shuntit ja virtamuuntajat.
Suurin ongelma shunttien käytössä on, että tulon ja lähdön välillä ei ole galvaanista eristystä. Lisäksi kun shunttia käytetään korkeataajuisen tai suuren virran havaitsemiseen, se on väistämättä induktiivinen, joten shuntin kytkentä ei vaikuta vain mitattuun virran aaltomuotoon, vaan se ei myöskään voi todella lähettää ei-sinimuotoisia aaltomuotoja.
Virtamuuntajalla on suuri tarkkuus määritellyllä työtaajuudella, mutta taajuusalue, johon se voi mukautua, on hyvin kapea, etenkään se ei voi lähettää tasavirtaa. Lisäksi virtamuuntajan toimiessa on viritysvirta, joten se on induktiivinen elementti ja sillä on samat haitat kuin shuntilla.

Hall-virtaanturin käyttö – huomiota vaativat asiat

Kuten tavallisissa virta-antureissa, yleisissä Hall-virta-antureissa on neljä nastaa, positiivinen (+), negatiivinen (-), mittausliitin (M) ja maadoitus (0), mutta lankavirta-antureissa ei ole näitä neljää nastaa. , mutta siinä on kolme punaista, mustaa, keltaista ja vihreää johtoa, jotka vastaavat positiivista napaa, negatiivista napaa, mittausnapaa ja maata. Samanaikaisesti useimmissa antureissa on sisäreikä, ja langan tulisi kulkea sisemmän reiän läpi ensiövirtaa mitattaessa. Aukon koolla on väistämätön suhde tuotemalliin ja mitatun virran kokoon.

Virta-anturin tyypistä riippumatta nastat tulee kytkeä asennuksen aikana ohjekirjassa mainittujen ehtojen mukaisesti.

1) Vaihtovirtaa mitattaessa on käytettävä bipolaarista virtalähdettä. Eli anturin positiivinen napa (+) on kytketty virtalähteen "+VA"-napaan ja negatiivinen napa virtalähteen "-VA"-napaan. Tätä liitäntää kutsutaan bipolaariseksi virtalähteeksi. Samanaikaisesti mittausliitin (M) on kytketty virransyötön liittimeen "0V" vastuksen kautta (yksisormi nollamagneettivuotyyppi).
2) Tasavirtaa mitattaessa voidaan käyttää yksinapaista tai yksivaiheista virtalähdettä, eli positiivinen tai negatiivinen napa oikosuljetaan "0V"-liittimeen siten, että vain yksi elektrodi on kytkettynä.

Lisäksi tuotteen käyttö, malli, valikoima ja asennusympäristö on otettava täysin huomioon asennuksen aikana. Esimerkiksi anturi tulee asentaa paikkaan, jossa lämpö haihtuu.
Johtojen asennuksen, välittömän kalibroinnin ja kalibroinnin sekä anturin työympäristöön kiinnittämisen lisäksi sinun tulee kiinnittää huomiota myös seuraaviin seikkoihin testin tarkkuuden varmistamiseksi:

1) Ensisijainen johto tulee sijoittaa anturin sisäreiän keskelle, eikä sitä saa jännittää niin pitkälle kuin mahdollista;
2) Täytä anturin sisäreikä mahdollisimman täydellisesti ensiölangalla jättämättä aukkoja;
3) Mitattavan virran tulee olla lähellä anturin vakionimellisarvoa IPN, eikä ero saa olla liian suuri. Jos olosuhteet ovat rajalliset, käsillä on vain yksi anturi, jolla on korkea nimellisarvo, ja mitattava nykyinen arvo on paljon pienempi kuin nimellisarvo. Mittaustarkkuuden parantamiseksi ensiölankaa voidaan käämittää useita kertoja, jotta se on lähellä nimellisarvoa. Esimerkiksi kun anturia, jonka nimellisarvo on 100A, käytetään mittaamaan 10A virtaa, voidaan tarkkuuden parantamiseksi ensiöjohto kiertää kymmenen kertaa anturin sisäreiän keskikohdan ympäri (yleensä NP=1; yhdessä ympyrässä sisäreiässä, NP= 2;…;Yhdeksän ympyrää, NP=10, sitten NP×10A=100A on sama kuin anturin nimellisarvo, mikä voi parantaa tarkkuutta).

Tuleeko Hall-virta-anturi magneettisesta kyllästymisestä?

mikä on magneettinen kyllästymisilmiö?

Ferromagneettinen tai ferrimagneettinen aine on tilassa, jossa magneettinen polarisaatio tai magnetointi ei kasva merkittävästi magneettikentän voimakkuuden kasvaessa.
Magneettisesti läpäisevän materiaalin fyysisen rakenteen rajoituksesta johtuen ohittava magneettivuo ei voi kasvaa loputtomasti. Ei ole väliä, kun lisäät virtaa tai kierrosten lukumäärää, magneettivuo, joka kulkee tietyn tilavuuden magneettista läpäisevää materiaalia läpi, ei enää kasva tiettyyn määrään, ja magneettinen kylläisyys saavutetaan. .
Oletetaan, että on sähkömagneetti, kun yksikkövirtaa käytetään, magneettikentän voimakkuus on 1, kun virta kasvaa arvoon 2, magneettikentän voimakkuus kasvaa arvoon 2,3, kun virta on 5, magneettikentän voimakkuus on 7, mutta virta saavuttaa 6 Kun magneettikentän voimakkuus on edelleen 7, jos virtaa lisätään edelleen, magneettikentän voimakkuus on 7 eikä enää kasva. Tällä hetkellä sanotaan, että sähkömagneetilla on magneettinen kylläisyys.

Magneettisen kyllästymisen vaarat

Hall-virtaanturin sisäosat sisältävät korkean magneettisen läpäisevyyden materiaaleja. Sen jälkeen, kun korkean magneettisen läpäisevyyden materiaalit on magneettisesti kyllästetty, anturin toisiovirta (tai jännite) ei enää muutu ensiövirran muutoksen mukaan, mikä johtaa mittausvirheisiin tai toisiopiirin suojahäiriöihin. Väliaikainen magneettinen kyllästyminen voi myös aiheuttaa magneettista johtavan materiaalin liiallista kuumenemista ja vaurioittaa Hall-virtaanturin ensiöpiirin ja toisiopiirin välistä eristystä, mikä vaarantaa laitteiston ja henkilöturvallisuuden.

Hall-virta-anturin magneettinen kylläisyysongelma

Monet Hall-virta-antureiden valmistajat mainostavat myös magneettisen kyllästymisen puuttumista Hall-virta-anturien tärkeänä etuna teknisissä materiaaleissaan. Hall-virta-anturin magneettisen kyllästymisen puuttuminen on melkein yksi Hall-virtaanturin tärkeimmistä eduista, joka on laajalti tunnustettu sen soveltamisesta lähtien.
Onko tämä totuus?
Itse asiassa Hall-virta-anturi sisältää epälineaarisen magneettisydämen, joka jo määrittää, että Hall-virta-anturi on magneettisesti kyllästynyt tietyissä olosuhteissa!

Avoimen silmukan Hall-virtaanturin magneettinen kyllästymisongelma

Alla oleva kuva on kaaviollinen kaavio kaikkien korkean magneettisen läpäisevyyden materiaalien tyypillisestä magnetointikäyrästä:

Kuvassa Oa' on ensimmäinen epälineaarinen segmentti, a'a" on lineaarinen segmentti ja a"a on kyllästysalue. Kuten kaikki tiedämme, parempien mittaustulosten saamiseksi, olipa kyseessä sitten avoimen silmukan Hall-virta-anturi tai sähkömagneettinen muuntaja, työskentelyalueena käytetään magnetointikäyrän lineaarisuutta paremmin. Toisin sanoen niin kauan kuin magneettinen induktio ylittää tietyn alueen lineaarisella alueella, magneettinen kyllästyminen tapahtuu.
Sähkömagneettiseen muuntajaan verrattuna avoimen silmukan Hall-virtaanturin magneettiselle kyllästymiselle on vain yksi syy, eli ensiövirta on riittävän suuri.
Se ei aiheuta magneettista kyllästymistä alhaisen virtataajuuden vuoksi, mikä on Hall-virtaanturin etu ja myös avoimen silmukan Hall-virtaanturin magneettinen kylläisyysominaisuus.
Sitä vastoin sähkömagneettisella muuntajalla on myös etu, eli toisiokuorma on riittävän pieni, vaikka ylikuormitusta olisi paljon, magneettista kyllästystä ei tapahdu.

Suljetun silmukan Hall-virtaanturin magneettinen kyllästymisongelma

Avoimen silmukan Hall-virtaanturin magneettinen kyllästysongelma on suhteellisen yksinkertainen. Sitä vastoin suljetun silmukan Hall-virta-anturin magneettinen kyllästysongelma vaikuttaa käsittämättömältä, koska magneettivuo magneettisydämessä on nolla, kun suljetun silmukan Hall-virta-anturi toimii normaalisti. , magneettivuon ollessa nolla, se ei luonnollisesti ole kyllästynyt.
Tämä on kuitenkin mahdollista vain normaaleissa työoloissa!
Itse asiassa, vaikka sähkömagneettisen virtamuuntajan tai avoimen silmukan Hall-virtaanturin magneettisen kyllästymisongelman esiintyy epänormaaleissa työolosuhteissa, kuten ylikuormituksessa, matalataajuudessa ja raskaassa kuormassa, sitä ei tapahdu normaaleissa työoloissa. Magneettinen kylläisyys!
Suljetun silmukan Hall-virtaanturin toimintaperiaatteesta voidaan nähdä, että nollamagneettivuo muodostetaan sillä oletuksella, että toisiopuolen kompensointikäämin synnyttämä magneettikenttä voi kompensoida ensiöpuolen johtimen synnyttämää magneettikenttää. Joten, voiko suljetun silmukan Hall-virta-anturi ylläpitää tätä nollavirtaa missään olosuhteissa?

Ilmiselvästi ei!
V. Kun anturi ei saa virtaa, toisiopuolen kompensointikäämi ei tuota virtaa. Tällä hetkellä suljetun silmukan Hall-virta-anturi vastaa avoimen silmukan Hall-virta-anturia. Niin kauan kuin ensiövirta on riittävän suuri, tapahtuu magneettista kyllästystä.
B. Normaali virtalähde, mutta ensiövirta on liian suuri. Tämä johtuu siitä, että virta, jonka toisiokompensointikäämi voi tuottaa, on loppujen lopuksi rajoitettu. Kun ensiövirran synnyttämä magneettikenttä on suurempi kuin suurin magneettikenttä, jonka toisiokompensointikäämi voi tuottaa, magneettinen tasapaino rikkoutuu ja magneettikenttä kulkee magneettisydämen läpi. Kun virta jatkaa kasvuaan, myös magneettikenttä magneettisydämessä kasvaa. Kun ensiövirta on tarpeeksi suuri, suljetun silmukan Hall-virta-anturi siirtyy magneettisen kyllästymisen tilaan!
Verrattuna sähkömagneettisiin virtamuuntajiin ja avoimen silmukan Hall-virta-antureihin, suljetun silmukan Hall-virta-antureiden magneettinen kyllästyminen on vähemmän todennäköistä, mutta se ei tarkoita, etteikö sitä tapahdu. Väärä käyttö tai pitkäaikainen ylikuormitus voi myös aiheuttaa magneettista kyllästymistä.

Hangzhi yritys

Laatusertifikaatit

Yhteistyökumppanit

Hangzhi uutiset

Fluxgate-virtaanturit

Tarkkuusenergia, virtatestaajat

Fluxgate-jännitemuuntimet

FAQ & Knowledge Center

Tapaustutkimuksia

Suurvirta-anturin käyttö suuren kapasiteetin aurinkosähköinvertterin virtatestissä

Virta-anturin käyttö tyhjiöpäällystyskoneessa

Suurvirta-anturin käyttö tuulivoimantuotannon testipenkissä

Hangzhi AIT Fluxgate virta-anturi soveltuu akun testauslaitteisiin

Hangzhi AIT Fluxgate -virtasensori paransi MRI-kuvien selkeyttä

Hangzhi PIU DC -virtamittari paransi litiumakun lataus- ja purkutestauslaitteiden testausmenettelyä

Lataukset

Mikä on Hall-efektivirta-anturi?

Sisällysluettelo