{"id":5225,"date":"2023-08-18T23:42:18","date_gmt":"2023-08-18T23:42:18","guid":{"rendered":"https:\/\/www.hangzhiprecision.com\/?p=5225"},"modified":"2026-01-23T02:04:27","modified_gmt":"2026-01-23T02:04:27","slug":"sensore-di-corrente-ad-effetto-hall","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.hangzhiprecision.com\/it\/knowledge-center\/hall-effect-current-sensor\/","title":{"rendered":"Cos'\u00e8 il sensore di corrente ad effetto Hall?"},"content":{"rendered":"
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UN Sensore di corrente ad effetto Hall<\/a> \u00e8 un dispositivo elettronico che misura la corrente che passa attraverso un conduttore sfruttando il fenomeno dell'effetto Hall. L'effetto Hall \u00e8 un principio fisico in cui una differenza di tensione, nota come tensione Hall, viene prodotta attraverso un conduttore quando \u00e8 esposto a un campo magnetico perpendicolare alla direzione del flusso di corrente. I sensori di corrente ad effetto Hall utilizzano questo fenomeno per misurare con precisione l'entit\u00e0 della corrente che scorre attraverso un conduttore senza richiedere un contatto elettrico diretto.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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Cos'\u00e8 l'effetto Hall? <\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Quando \u00e8 stato scoperto l'effetto Hall e come funziona? <\/h3>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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L'effetto Hall fu scoperto dal fisico americano Hall nel 1879. Quando una corrente passa attraverso un conduttore in un campo magnetico, nel conduttore si generer\u00e0 una differenza di potenziale perpendicolare alla direzione della corrente e alla direzione del campo magnetico. E l'entit\u00e0 della differenza di potenziale \u00e8 proporzionale alla componente verticale dell'induzione magnetica e all'entit\u00e0 della corrente. Nei semiconduttori l\u2019effetto Hall \u00e8 ancora pi\u00f9 pronunciato.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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L'effetto Hall \u00e8 essenzialmente la deflessione delle particelle cariche in movimento in un campo magnetico causata dalla forza di Lorentz. Quando le particelle cariche (elettroni o lacune) sono confinate in un materiale solido, questa deflessione porta all'accumulo di cariche positive e negative nella direzione perpendicolare alla corrente e al campo magnetico, formando cos\u00ec un ulteriore campo elettrico trasversale, cio\u00e8 il campo di Hall campo elettrico EH.
La corrente IS passa attraverso l'elemento Hall di tipo N o di tipo P, la direzione del campo magnetico B \u00e8 perpendicolare alla direzione della corrente IS e la direzione del campo magnetico \u00e8 dall'interno verso l'esterno. Per i semiconduttori di tipo N e di tipo P, le direzioni generate sono come mostrate nella Hall a sinistra e a destra. Campo elettrico EH (in base a questo si possono giudicare le propriet\u00e0 dell'elemento Hall: tipo N o tipo P).<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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La differenza di potenziale di Hall EH impedisce ai portatori di continuare a spostarsi lateralmente. Quando la forza del campo elettrico trasversale FE e la forza di Lorentz FB sperimentata dai portatori sono uguali, l'accumulo di cariche su entrambi i lati dell'elemento Hall raggiunge un equilibrio dinamico.
Perch\u00e9:
FE=eEH, FB=evB,
Perci\u00f2:
eEH=eVB (1)
Supponiamo che la larghezza del campione sia b, lo spessore sia d e la concentrazione del portatore sia n, quindi:
IS=nevbd (2)
Dalle formule (1) e (2), possiamo ottenere:
Differenza di potenziale Hall UH=EHb=(1\/ne)(ISB\/d)=RH(ISB\/d)
RH=1\/ne \u00e8 il coefficiente Hall del materiale, che \u00e8 un parametro importante che riflette la forza dell'effetto Hall del materiale.
Per un elemento Hall fisso, lo spessore d \u00e8 fisso e KH \u00e8 il coefficiente Hall dell'elemento Hall, che pu\u00f2 essere ottenuto:
UH=KHISB (3)
Cio\u00e8: la differenza di potenziale di Hall UH \u00e8 proporzionale alla corrente IS e all'induzione magnetica B.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Applicazioni dell'effetto Hall<\/h3>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Utilizzando l'effetto Hall \u00e8 possibile realizzare sensori di commutazione e sensori lineari. I sensori Hall di tipo interruttore sono ampiamente utilizzati nella misurazione di posizione, spostamento e velocit\u00e0, mentre i sensori Hall lineari sono ampiamente utilizzati nella misurazione di campo magnetico, corrente e tensione.
Negli ultimi anni c'\u00e8 una crescente domanda per la misurazione di energia elettrica a frequenza variabile con frequenza diversa da quella di rete e caratteristiche non sinusoidali. A causa del campo di applicazione della frequenza ristretto dei trasformatori elettromagnetici, in confronto, le bande di frequenza applicabili dei sensori di tensione e corrente Hall sono ampie e possono essere utilizzate per la misurazione CC, le sue prospettive di mercato sono ampie.
Tuttavia, per la misurazione accurata della potenza a frequenza variabile in un ambiente elettromagnetico complesso, a causa della sensibilit\u00e0 del sensore Hall al campo magnetico, \u00e8 necessario prestare particolare attenzione all'applicazione. Inoltre, poich\u00e9 i sensori Hall di tensione e corrente vengono utilizzati principalmente per la misurazione di tensione e corrente a fini di controllo, i produttori generalmente non forniscono indicatori di differenza angolare fondamentali per la misurazione della potenza. Per le occasioni che richiedono una misurazione accurata della potenza, utilizzarli con cautela.
La stazione metrologica nazionale per strumenti di misurazione della potenza a conversione di frequenza ha condotto controlli a campione su alcuni tipi comuni di sensori Hall di tensione e corrente. A 50 Hz, l'indice di differenza angolare \u00e8 compreso tra 20\u2032~240\u2032, rispetto ai 10\u2032 del trasformatore elettromagnetico a livello 0,2. In altre parole, l'indice della differenza angolare \u00e8 scarso e, per situazioni con basso fattore di potenza, ha una grande influenza sulla precisione della misurazione della potenza.
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Come funzionano e tipi di sensori di corrente ad effetto Hall <\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Riepilogo dei sensori di corrente ad effetto Hall<\/h3>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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I sensori di corrente Hall includono tipi ad anello aperto e ad anello chiuso. La maggior parte dei sensori di corrente Hall ad alta precisione sono a circuito chiuso. Il sensore di corrente Hall a circuito chiuso si basa sul principio di Hall dell'equilibrio magnetico, ovvero sul principio del circuito chiuso. Quando viene generata la corrente primaria IP, il flusso magnetico \u00e8 concentrato nel circuito magnetico attraverso il nucleo magnetico di alta qualit\u00e0, l'elemento Hall \u00e8 fissato nel traferro per rilevare il flusso magnetico e la corrente di compensazione inversa viene emessa attraverso il multigiro bobina avvolta sul nucleo magnetico, che viene utilizzata per compensare la generazione di IP sul lato primario Il flusso magnetico, in modo che il flusso magnetico nel circuito magnetico sia sempre mantenuto a zero. Dopo essere stato elaborato da un circuito speciale, il terminale di uscita del sensore pu\u00f2 emettere una variazione di corrente che riflette accuratamente la corrente del lato primario.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Sostituzione dei sensori di corrente ad effetto Hall di precisione Hangzhi<\/figcaption>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/figure>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Come funzionano i sensori di corrente ad effetto Hall<\/h3>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Sensori di corrente ad effetto Hall ad anello aperto<\/h4>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Quando la corrente primaria IP scorre attraverso un lungo filo, attorno al filo verr\u00e0 generato un campo magnetico. L'entit\u00e0 di questo campo magnetico \u00e8 proporzionale alla corrente che scorre attraverso il filo. Il campo magnetico generato si raccoglie nell'anello magnetico e passa attraverso il traferro dell'anello magnetico. L'elemento Hall misura e amplifica l'uscita e la sua tensione di uscita VS riflette accuratamente la corrente primaria IP. L'uscita nominale generale \u00e8 calibrata su 4V.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Principio del sensore di corrente Hall ad anello aperto<\/figcaption>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/figure>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t
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Sensori di corrente a effetto Hall con bilanciamento magnetico (anello chiuso).<\/h4>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Quando la corrente primaria IP scorre attraverso un lungo filo, attorno al filo verr\u00e0 generato un campo magnetico. L'entit\u00e0 di questo campo magnetico \u00e8 proporzionale alla corrente che scorre attraverso il filo. Il campo magnetico generato si raccoglie nell'anello magnetico e passa attraverso il traferro dell'anello magnetico. L'elemento Hall misura e amplifica l'uscita e la sua tensione di uscita VS riflette accuratamente la corrente primaria IP. L'uscita nominale generale \u00e8 calibrata su 4V.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Sensore di corrente Hall a circuito chiuso_Principio del sensore di corrente Hall a bilanciamento magnetico<\/figcaption>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/figure>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t
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The magnetic balance current sensor is also called a compensation sensor, that is, the magnetic field generated by the primary current Ip at the magnetic gathering ring is compensated by the magnetic field generated by a secondary coil current, and the compensation current Is accurately reflects the primary current Ip, thus Make the Hall device in the working state of detecting zero magnetic flux<\/a>.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Il processo di funzionamento specifico \u00e8 il seguente: quando una corrente passa attraverso il circuito principale, il campo magnetico generato sul filo viene raccolto dall'anello magnetico e indotto al dispositivo Hall, e l'uscita del segnale generato viene utilizzata per azionare il tubo di potenza e renderlo condotta, ottenendo cos\u00ec una compensazione Corrente Is. Questa corrente passa attraverso l'avvolgimento multigiro per generare un campo magnetico, che \u00e8 esattamente opposto al campo magnetico generato dalla corrente misurata, compensando cos\u00ec il campo magnetico originale e riducendo gradualmente l'uscita del dispositivo Hall. Quando il campo magnetico generato moltiplicando Ip per il numero di spire \u00e8 uguale, Is non aumenter\u00e0 pi\u00f9. In questo momento, il dispositivo Hall svolge il ruolo di indicare il flusso magnetico pari a zero. In questo momento, Ip pu\u00f2 essere testato da Is. Quando Ip cambia, l'equilibrio viene distrutto e il dispositivo Hall ha un segnale in uscita, ovvero il processo sopra descritto viene ripetuto per raggiungere nuovamente l'equilibrio. Qualsiasi cambiamento nella corrente misurata sconvolger\u00e0 questo equilibrio. Una volta che il campo magnetico \u00e8 sbilanciato, il dispositivo Hall ha un segnale in uscita. Dopo l'amplificazione della potenza, una corrente corrispondente scorre immediatamente attraverso l'avvolgimento secondario per compensare il campo magnetico sbilanciato. Dallo squilibrio del campo magnetico all'equilibrio, il tempo richiesto \u00e8 teoricamente inferiore a 1\u03bcs, che \u00e8 un processo di equilibrio dinamico. Pertanto, da un punto di vista macro, le amperspire della corrente di compensazione secondaria sono uguali alle amperspire della corrente primaria misurata in ogni istante.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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La differenza principale tra il sensore di corrente Hall ad anello chiuso e il sensore di corrente Hall ad anello aperto<\/h4>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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A. Differenza di larghezza di banda
Microscopicamente parlando, il campo magnetico nel traferro cambia sempre con un flusso vicino allo zero. Poich\u00e9 il campo magnetico cambia molto poco, la frequenza di cambiamento pu\u00f2 essere pi\u00f9 rapida. Pertanto, il sensore di corrente Hall a circuito chiuso ha un tempo di risposta rapido. La larghezza di banda effettiva del sensore di corrente Hall a circuito chiuso pu\u00f2 solitamente raggiungere pi\u00f9 di 100kHz. La larghezza di banda del sensore di corrente Hall ad anello aperto \u00e8 solitamente ridotta, ad esempio: la larghezza di banda del sensore di corrente Hall ad anello aperto comune \u00e8 di circa 3kHz.
B. Differenza di precisione
L'uscita del lato secondario del sensore di corrente Hall ad anello aperto \u00e8 proporzionale all'intensit\u00e0 dell'induzione magnetica nel traferro del nucleo magnetico e il nucleo magnetico \u00e8 costituito da materiali ad alta permeabilit\u00e0 magnetica. Gli effetti non lineari e di isteresi sono caratteristiche intrinseche di tutti i materiali ad alta permeabilit\u00e0 magnetica. Pertanto, il sensore di corrente Hall ad anello aperto ha generalmente un angolo di linearit\u00e0 scarso e l'uscita del lato secondario sar\u00e0 diversa quando il segnale del lato primario aumenta e diminuisce. La precisione del sensore di corrente Hall ad anello aperto \u00e8 in genere peggiore di 1%. Poich\u00e9 il sensore di corrente Hall a circuito chiuso funziona nello stato di flusso zero, l'effetto di non linearit\u00e0 e isteresi del nucleo magnetico non influir\u00e0 sull'uscita e sar\u00e0 possibile ottenere una migliore linearit\u00e0 e una maggiore precisione. La precisione del sensore di corrente Hall a circuito chiuso pu\u00f2 generalmente raggiungere 0,2%.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Principali parametri tecnici del sensore di corrente ad effetto Hall<\/h3>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Tensione di alimentazione VA del sensore di corrente Hall<\/h4>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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La tensione di alimentazione del sensore VA si riferisce alla tensione di alimentazione del sensore di corrente, che deve rientrare nell'intervallo specificato dal sensore. Oltre questo intervallo il sensore non pu\u00f2 funzionare normalmente oppure l'affidabilit\u00e0 risulta ridotta. Inoltre la tensione di alimentazione VA del sensore viene divisa in tensione di alimentazione positiva VA+ e tensione di alimentazione negativa VA-. Va notato che per i sensori con alimentazione monofase la tensione di alimentazione VAmin \u00e8 doppia rispetto alla tensione di alimentazione bifase VAmin, quindi il suo campo di misura dovrebbe essere superiore a quello dei sensori a doppia alimentazione.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Campo di misura Ipmax<\/h4>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Si riferisce al valore di corrente massimo che pu\u00f2 essere misurato dal sensore di corrente e il campo di misurazione \u00e8 generalmente superiore al valore nominale standard IPN.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Valore nominale standard IPN e corrente di uscita nominale ISN<\/h4>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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IPN si riferisce al valore nominale standard che il sensore di corrente pu\u00f2 testare, espresso in valore effettivo (Arms), e la dimensione dell'IPN \u00e8 correlata al modello del prodotto sensore. ISN si riferisce alla corrente di uscita nominale del sensore di corrente, generalmente 10~400 mA, ovviamente pu\u00f2 variare a seconda di alcuni modelli. Se la corrente di uscita passa attraverso il resistore di misura R, si pu\u00f2 ottenere un segnale di uscita di tensione di diversi volt proporzionale alla corrente primaria.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Compensa l'ISO corrente<\/h4>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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La corrente di offset \u00e8 anche chiamata corrente residua o corrente residua, causata principalmente dallo stato di funzionamento instabile degli elementi Hall o degli amplificatori operazionali nei circuiti elettronici. Quando viene prodotto il sensore di corrente, a 25\u00b0C e IP=0, la corrente di offset \u00e8 stata regolata al minimo, ma il sensore generer\u00e0 una certa quantit\u00e0 di corrente di offset quando lascia la linea di produzione.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Linearit\u00e0<\/h4>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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La linearit\u00e0 determina il grado in cui il segnale di uscita del sensore (corrente sul lato secondario I0) \u00e8 proporzionale al segnale di ingresso (corrente sul lato primario I) all'interno del campo di misurazione.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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deriva della temperatura<\/h4>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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La corrente ISO di offset \u00e8 calcolata a 25\u00b0C. Quando la temperatura ambiente attorno all'elettrodo Hall cambia, cambier\u00e0 anche l'ISO. Pertanto, \u00e8 importante considerare la variazione massima dell'offset ISO della corrente, dove IOT si riferisce al valore della deriva termica nella tabella delle prestazioni del sensore corrente.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Capacit\u00e0 di sovraccarico<\/h4>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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La capacit\u00e0 di sovraccarico del sensore di corrente significa che quando si verifica il sovraccarico di corrente, la corrente primaria aumenter\u00e0 comunque al di fuori dell'intervallo di misurazione e la durata della corrente di sovraccarico potrebbe essere molto breve e il valore di sovraccarico potrebbe superare il valore consentito del sensore . Generalmente non pu\u00f2 essere misurato, ma non causer\u00e0 danni al sensore.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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precisione<\/h4>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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La precisione dei sensori ad effetto Hall dipende dalla corrente nominale IPN standard. A +25\u00b0C la precisione di misurazione del sensore ha una certa influenza sulla corrente primaria e nella valutazione della precisione del sensore \u00e8 necessario considerare anche l'influenza della corrente di offset, della linearit\u00e0 e della deriva termica.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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Applicazioni dei sensori di corrente ad effetto Hall <\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Negli ultimi anni, un gran numero di transistor, raddrizzatori e tiristori ad alta potenza sono stati utilizzati nei sistemi di automazione e i circuiti di regolazione della velocit\u00e0 di conversione della frequenza CA e di modulazione dell'ampiezza dell'impulso sono stati ampiamente utilizzati, in modo che il circuito non sia pi\u00f9 solo il tradizionale 50 -onda sinusoidale del ciclo e sono comparsi vari tipi diversi di onde sinusoidali. forma d'onda. Per questo tipo di circuito, il metodo di misurazione tradizionale non pu\u00f2 riflettere la sua forma d'onda reale e i componenti di rilevamento di corrente e tensione non sono adatti per il rilevamento e il rilevamento della forma d'onda di corrente a frequenza medio-alta e con di\/dt elevato.
Sensori ad effetto Hall in grado di misurare corrente e tensione di forme d'onda arbitrarie. Il terminale di uscita pu\u00f2 riflettere realmente i parametri della forma d'onda della corrente o della tensione del terminale di ingresso. Mirando allo svantaggio comune della grande deriva termica nei sensori a effetto Hall, per il controllo viene utilizzato un circuito di compensazione, che riduce efficacemente l'influenza della temperatura sulla precisione della misurazione e garantisce una misurazione accurata; ha le caratteristiche di alta precisione, installazione conveniente e prezzo basso.
I sensori ad effetto Hall sono ampiamente utilizzati nei dispositivi di controllo della velocit\u00e0 di conversione di frequenza, dispositivi inverter, alimentatori ups, alimentatori di comunicazione, saldatrici elettriche, locomotive elettriche, sottostazioni, macchine utensili CNC, placcatura elettrolitica, monitoraggio di microcomputer, monitoraggio della rete elettrica e altre strutture che \u00e8 necessario isolare e rilevare corrente e tensione.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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I sensori di corrente Hall, in particolare i sensori di corrente Hall a circuito chiuso, sono stati ampiamente utilizzati nel campo della misurazione e del controllo industriale a causa delle loro caratteristiche di ampia banda di frequenza, CA e CC e di non facile saturazione magnetica. I sensori di corrente Hall presentano per\u00f2 anche alcuni svantaggi:
1. Rispetto al trasformatore di corrente elettromagnetico, la sua corrente secondaria \u00e8 piccola e la sua capacit\u00e0 anti-interferenza \u00e8 relativamente debole;
2. Suscettibile all'influenza del campo magnetico ambientale, riducendo la precisione della misurazione;
3. Generalmente, l'indice della differenza angolare non viene fornito e, quando utilizzato per la misurazione della potenza, non \u00e8 possibile risalire all'origine dell'errore di sistema.
In genere si consiglia di utilizzare i sensori di corrente Hall per scopi di controllo che non comportano la misurazione della potenza o che non richiedono elevata precisione; per la misurazione della potenza o l'energia dei circuiti sinusoidali a frequenza industriale si consigliano trasformatori di corrente elettromagnetici.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Applicazioni dei sensori di corrente Hall - Confronto con altri componenti di rilevamento<\/h3>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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In passato, i componenti comunemente utilizzati per il rilevamento della corrente erano gli shunt e i trasformatori di corrente.
Il problema pi\u00f9 grande con l'utilizzo degli shunt \u00e8 che non esiste isolamento galvanico tra l'ingresso e l'uscita. Inoltre, quando si utilizza uno shunt per rilevare correnti ad alta frequenza o elevate, \u00e8 inevitabilmente induttivo, quindi la connessione dello shunt non solo influisce sulla forma d'onda della corrente misurata, ma non pu\u00f2 nemmeno trasmettere realmente forme d'onda non sinusoidali.
Il trasformatore di corrente ha un'elevata precisione alla frequenza di lavoro specificata, ma l'intervallo di frequenza a cui pu\u00f2 adattarsi \u00e8 molto ristretto, soprattutto non pu\u00f2 trasmettere corrente continua. Inoltre, quando il trasformatore di corrente funziona, c'\u00e8 una corrente di eccitazione, quindi \u00e8 un elemento induttivo e presenta gli stessi svantaggi dello shunt.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Applicazione del sensore di corrente Hall: questioni che richiedono attenzione<\/h3>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Come i sensori di corrente convenzionali, i sensori di corrente Hall generali hanno quattro pin, positivo (+), negativo (-), terminale di misurazione (M) e terra (0), ma i sensori di corrente wire-line non hanno questi quattro pin. , ma ci sono tre conduttori rosso, nero, giallo e verde, che corrispondono rispettivamente al polo positivo, al polo negativo, al terminale di misurazione e alla terra. Allo stesso tempo, nella maggior parte dei sensori \u00e8 presente un foro interno e il filo deve passare attraverso il foro interno quando si misura la corrente primaria. La dimensione dell'apertura ha una relazione inevitabile con il modello del prodotto e la dimensione della corrente misurata.<\/p>

Indipendentemente dal tipo di sensore di corrente, il cablaggio dei pin deve essere collegato secondo le condizioni annotate nel manuale in fase di installazione.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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1) Quando si misura la corrente alternata \u00e8 obbligatorio utilizzare un'alimentazione bipolare. Cio\u00e8, il polo positivo (+) del sensore \u00e8 collegato al terminale \u201c+VA\u201d dell'alimentatore e il polo negativo \u00e8 collegato al terminale \u201c-VA\u201d dell'alimentatore. Questa connessione \u00e8 chiamata alimentatore bipolare. Allo stesso tempo, il terminale di misurazione (M) \u00e8 collegato al terminale \u201c0V\u201d dell'alimentatore tramite un resistore (tipo a flusso magnetico zero a dito singolo).
2) Quando si misura la corrente continua, \u00e8 possibile utilizzare un'alimentazione unipolare o monofase, ovvero il polo positivo o negativo \u00e8 cortocircuitato con il terminale \u201c0V\u201d, in modo che sia collegato un solo elettrodo.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Inoltre, durante l'installazione \u00e8 necessario considerare attentamente l'uso, il modello, la gamma e l'ambiente di installazione del prodotto. Ad esempio, il sensore dovrebbe essere installato in un luogo che favorisca la dissipazione del calore.
Oltre all'installazione del cablaggio, alla calibrazione istantanea e alla calibrazione e prestando attenzione all'ambiente di lavoro del sensore, \u00e8 necessario prestare attenzione anche ai seguenti elementi per garantire l'accuratezza del test:<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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1) Il filo primario deve essere posizionato al centro del foro interno del sensore e non deve essere il pi\u00f9 possibile polarizzato;
2) Riempire il pi\u00f9 completamente possibile il foro interno del sensore con il filo primario, senza lasciare spazi vuoti;
3) La corrente da misurare dovrebbe essere vicina al valore nominale standard IPN del sensore e la differenza non dovrebbe essere eccessiva. Se le condizioni sono limitate, \u00e8 disponibile un solo sensore con un valore nominale elevato e il valore di corrente da misurare \u00e8 molto inferiore al valore nominale. Per migliorare la precisione della misurazione, il filo primario pu\u00f2 essere avvolto pi\u00f9 volte per avvicinarlo al valore nominale. Ad esempio, quando si utilizza un sensore con valore nominale di 100A per misurare una corrente di 10A, per migliorare la precisione \u00e8 possibile avvolgere il filo primario dieci volte attorno al centro del foro interno del sensore (in generale, NP=1; in un cerchio nel foro interno, NP= 2;\u2026;Nove cerchi, NP=10, quindi NP\u00d710A=100A \u00e8 uguale al valore nominale del sensore, che pu\u00f2 migliorare la precisione).<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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Il sensore di corrente Hall sar\u00e0 soggetto a saturazione magnetica?<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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cos'\u00e8 il fenomeno della saturazione magnetica?<\/h3>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Una sostanza ferromagnetica o ferrimagnetica si trova in uno stato in cui la polarizzazione o magnetizzazione magnetica non aumenta in modo significativo con l'aumento dell'intensit\u00e0 del campo magnetico.
A causa delle limitazioni della struttura fisica del materiale magneticamente permeabile, il flusso magnetico che passa non pu\u00f2 aumentare all'infinito. Non importa se si aumenta la corrente o il numero di giri, il flusso magnetico che passa attraverso un certo volume di materiale permeabile magnetico non aumenter\u00e0 pi\u00f9 fino a un certo valore e verr\u00e0 raggiunta la saturazione magnetica. .
Supponiamo che ci sia un elettromagnete, quando viene applicata una corrente unitaria, l'intensit\u00e0 del campo magnetico generato \u00e8 1, quando la corrente aumenta a 2, l'intensit\u00e0 del campo magnetico aumenta a 2,3, quando la corrente \u00e8 5, l'intensit\u00e0 del campo magnetico \u00e8 7, ma la corrente raggiunge 6. Quando l'intensit\u00e0 del campo magnetico \u00e8 ancora 7, se la corrente viene ulteriormente aumentata, l'intensit\u00e0 del campo magnetico \u00e8 7 e non aumenta pi\u00f9. In questo momento, si dice che l'elettromagnete abbia una saturazione magnetica.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Rischi di saturazione magnetica<\/h3>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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L'interno del sensore di corrente Hall comprende materiali ad alta permeabilit\u00e0 magnetica. Dopo che i materiali ad alta permeabilit\u00e0 magnetica sono saturati magneticamente, la corrente secondaria (o tensione) del sensore non cambier\u00e0 pi\u00f9 in base alla variazione della corrente primaria, con conseguenti errori di misurazione o guasti di protezione del circuito secondario. La saturazione magnetica temporanea pu\u00f2 inoltre causare un riscaldamento eccessivo del materiale conduttivo magnetico e danneggiare l'isolamento tra il circuito primario e il circuito secondario del sensore di corrente Hall, mettendo a rischio le apparecchiature e l'incolumit\u00e0 personale.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Problema di saturazione magnetica del sensore di corrente Hall<\/h3>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Molti produttori di sensori di corrente Hall promuovono anche l'assenza di saturazione magnetica come un importante vantaggio dei sensori di corrente Hall nei loro materiali tecnici. L'assenza di saturazione magnetica del sensore di corrente Hall \u00e8 quasi uno dei principali vantaggi del sensore di corrente Hall, ampiamente riconosciuto sin dalla sua applicazione.
\u00c8 questa la verit\u00e0?
Infatti, il sensore di corrente Hall contiene un nucleo magnetico non lineare, che gi\u00e0 determina che il sensore di corrente Hall sar\u00e0 saturato magneticamente in determinate circostanze!<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Problema di saturazione magnetica del sensore di corrente Hall ad anello aperto<\/h4>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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La figura seguente \u00e8 un diagramma schematico della curva di magnetizzazione tipica di tutti i materiali ad alta permeabilit\u00e0 magnetica:<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Curva di magnetizzazione del nucleo del sensore di corrente Hall<\/figcaption>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/figure>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Nella figura, Oa' \u00e8 il segmento non lineare iniziale, a'a\u201d \u00e8 il segmento lineare e a\u201da \u00e8 la regione di saturazione. Come tutti sappiamo, per ottenere migliori risultati di misura, sia che si tratti di un sensore di corrente Hall ad anello aperto o di un trasformatore elettromagnetico, verr\u00e0 utilizzata come campo di lavoro una sezione con migliore linearit\u00e0 della curva di magnetizzazione. In altre parole, finch\u00e9 l\u2019induzione magnetica supera un certo intervallo nella regione lineare, si verificher\u00e0 la saturazione magnetica.
Rispetto al trasformatore elettromagnetico, la saturazione magnetica del sensore di corrente Hall ad anello aperto ha un solo motivo, cio\u00e8 la corrente primaria \u00e8 sufficientemente grande.
Non causer\u00e0 saturazione magnetica a causa della bassa frequenza della corrente, che \u00e8 il vantaggio del sensore di corrente Hall e anche la caratteristica di saturazione magnetica del sensore di corrente Hall ad anello aperto.
Al contrario, il trasformatore elettromagnetico ha anche un vantaggio, cio\u00e8 il carico secondario \u00e8 abbastanza piccolo, anche se c'\u00e8 molto sovraccarico, non si verificher\u00e0 la saturazione magnetica.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Problema di saturazione magnetica del sensore di corrente Hall ad anello chiuso<\/h4>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Il problema della saturazione magnetica del sensore di corrente Hall ad anello aperto \u00e8 relativamente semplice. Al contrario, il problema della saturazione magnetica del sensore di corrente Hall a circuito chiuso sembra incomprensibile, perch\u00e9 il flusso magnetico nel nucleo magnetico \u00e8 zero quando il sensore di corrente Hall a circuito chiuso funziona normalmente. , con flusso magnetico pari a zero, naturalmente non sar\u00e0 saturo.
Tuttavia, ci\u00f2 sar\u00e0 possibile solo in normali condizioni di lavoro!
Infatti, anche se il problema di saturazione magnetica del trasformatore di corrente elettromagnetico o del sensore di corrente Hall ad anello aperto si verifica in condizioni di lavoro anomale come sovraccarico, bassa frequenza e carico pesante, non si verificher\u00e0 in condizioni di lavoro normali. Saturazione magnetica!
Dal principio di funzionamento del sensore di corrente Hall a circuito chiuso si pu\u00f2 vedere che il flusso magnetico zero viene stabilito sulla premessa che il campo magnetico generato dall'avvolgimento di compensazione del lato secondario pu\u00f2 compensare il campo magnetico generato dal conduttore del lato primario. Quindi, il sensore di corrente Hall a circuito chiuso pu\u00f2 mantenere questo flusso pari a zero in qualsiasi circostanza?<\/p>

Ovviamente no!
A. Quando il sensore non \u00e8 alimentato, l'avvolgimento di compensazione del lato secondario non genera corrente. In questo momento, il sensore di corrente Hall ad anello chiuso \u00e8 equivalente a un sensore di corrente Hall ad anello aperto. Finch\u00e9 la corrente primaria \u00e8 sufficientemente grande, si verificher\u00e0 la saturazione magnetica.
B. Alimentazione normale, ma la corrente primaria \u00e8 troppo grande. Questo perch\u00e9 la corrente che pu\u00f2 generare l'avvolgimento di compensazione secondario \u00e8 comunque limitata. Quando il campo magnetico generato dalla corrente primaria \u00e8 maggiore del campo magnetico massimo che l'avvolgimento di compensazione secondario pu\u00f2 generare, l'equilibrio magnetico viene rotto e un campo magnetico passa attraverso il nucleo magnetico. Quando la corrente continua ad aumentare, aumenta anche il campo magnetico nel nucleo magnetico. Quando la corrente primaria \u00e8 sufficientemente grande, il sensore di corrente Hall a circuito chiuso entra in uno stato di saturazione magnetica!
Rispetto ai trasformatori di corrente elettromagnetici e ai sensori di corrente Hall ad anello aperto, \u00e8 meno probabile che si verifichi la saturazione magnetica dei sensori di corrente Hall ad anello chiuso, ma ci\u00f2 non significa che non si verifichi. Anche un uso improprio o un sovraccarico a lungo termine possono causare saturazione magnetica.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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Mettiti in contatto con i nostri esperti<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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