Wat is een Hall-effect-stroomsensor?
A Hall-effect stroomsensor is een elektronisch apparaat dat de stroom meet die door een geleider gaat door gebruik te maken van het fenomeen Hall-effect. Het Hall-effect is een fysisch principe waarbij een spanningsverschil, bekend als de Hall-spanning, wordt geproduceerd over een geleider wanneer deze wordt blootgesteld aan een magnetisch veld loodrecht op de stroomrichting. Hall-effect-stroomsensoren maken gebruik van dit fenomeen om nauwkeurig de grootte van de stroom te meten die door een geleider vloeit, zonder dat direct elektrisch contact nodig is.
Inhoudsopgave
Wat is Hall-effect?
Wanneer werd Hall Effect ontdekt en hoe werkt het?
Het Hall-effect werd in 1879 ontdekt door de Amerikaanse natuurkundige Hall. Wanneer een stroom door een geleider in een magnetisch veld gaat, ontstaat er in de geleider een potentiaalverschil loodrecht op de richting van de stroom en de richting van het magnetische veld. En de grootte van het potentiaalverschil is evenredig met de verticale component van de magnetische inductie en de grootte van de stroom. In halfgeleiders is het Hall-effect zelfs nog uitgesprokener.
Het Hall-effect is in wezen de afbuiging van bewegende geladen deeltjes in een magnetisch veld, veroorzaakt door de Lorentz-kracht. Wanneer geladen deeltjes (elektronen of gaten) worden opgesloten in een vast materiaal, leidt deze afbuiging tot de accumulatie van positieve en negatieve ladingen in de richting loodrecht op de stroom en het magnetische veld, waardoor een extra transversaal elektrisch veld wordt gevormd, dat wil zeggen de Hall elektrisch veld EH.
De huidige IS gaat door het N-type of P-type Hall-element, de richting van het magnetische veld B staat loodrecht op de richting van de huidige IS en de richting van het magnetische veld is van binnen naar buiten. Voor halfgeleiders van het N-type en halfgeleiders van het P-type zijn de gegenereerde richtingen zoals weergegeven in de hal links en rechts. Elektrisch veld EH (op basis hiervan kunnen de eigenschappen van het Hall-element worden beoordeeld – N-type of P-type).
Het Hall-potentiaalverschil EH verhindert dat de dragers verder opzij schuiven. Wanneer de transversale elektrische veldkracht FE en de Lorentz-kracht FB die door de dragers worden ervaren gelijk zijn, bereikt de accumulatie van ladingen aan beide zijden van het Hall-element een dynamisch evenwicht.
omdat:
FE=eEH, FB=evB,
daarom:
eEH=eVB (1)
Stel dat de breedte van het monster b is, de dikte d en de dragerconcentratie n, dan:
IS=nevbd (2)
Uit de formules (1) en (2) kunnen we het volgende verkrijgen:
Hall-potentiaalverschil UH=EHb=(1/ne)(ISB/d)=RH(ISB/d)
RH=1/ne is de Hall-coëfficiënt van het materiaal, wat een belangrijke parameter is die de sterkte van het Hall-effect van het materiaal weerspiegelt.
Voor een vast Hall-element ligt de dikte d vast en is KH de Hall-coëfficiënt van het Hall-element, die kan worden verkregen:
UH=KHISB (3)
Dat wil zeggen: het Hall-potentiaalverschil UH is evenredig met de stroom IS en de magnetische inductie B.
Toepassingen van Hall-effect
Met behulp van het Hall-effect kunnen schakelsensoren en lineaire sensoren worden gemaakt. Hall-sensoren van het schakeltype worden veel gebruikt bij positie-, verplaatsings- en snelheidsmetingen, en lineaire Hall-sensoren worden veel gebruikt bij het meten van magnetische velden, stroom en spanning.
De laatste jaren is er een toenemende vraag naar het meten van elektriciteit met variabele frequentie met niet-vermogensfrequentie en niet-sinusvormige kenmerken. Vanwege het smalle frequentietoepassingsbereik van elektromagnetische transformatoren, in vergelijking, zijn de toepasselijke frequentiebanden van Hall-spannings- en stroomsensoren breed en kunnen ze worden gebruikt voor DC-metingen, zijn de marktvooruitzichten breed.
Voor de nauwkeurige meting van vermogen met variabele frequentie in een complexe elektromagnetische omgeving moet vanwege de gevoeligheid van de Hall-sensor voor het magnetische veld echter speciale aandacht aan de toepassing worden besteed. Omdat Hall-spannings- en stroomsensoren voornamelijk worden gebruikt voor spannings- en stroommetingen voor controledoeleinden, bieden fabrikanten bovendien over het algemeen geen hoekverschilindicatoren die cruciaal zijn voor vermogensmeting. Voor gelegenheden waarbij een nauwkeurige vermogensmeting vereist is, dient u ze met voorzichtigheid te gebruiken.
Het National Frequency Conversion Power Measurement Instrument Metrology Station heeft steekproeven uitgevoerd op enkele veel voorkomende typen Hall-spannings- en stroomsensoren. Bij 50 Hz ligt de hoekverschilindex tussen 20′ ~ 240′, vergeleken met 10′ van de elektromagnetische transformator met 0,2 niveaus. Met andere woorden: de hoekverschilindex is slecht en heeft bij gelegenheden met een lage arbeidsfactor een grote invloed op de nauwkeurigheid van de vermogensmeting.
Hoe werken Hall-effect-stroomsensoren en typen
Samenvatting van Hall-effectstroomsensoren
Hall-stroomsensoren omvatten typen met open lus en gesloten lus. De meeste uiterst nauwkeurige Hall-stroomsensoren zijn gesloten lus. De Hall-stroomsensor met gesloten lus is gebaseerd op het Hall-principe van de magnetische balans, dat wil zeggen het gesloten-lusprincipe. Wanneer de primaire stroom IP genereert, wordt de magnetische flux geconcentreerd in het magnetische circuit via de hoogwaardige magnetische kern, wordt het Hall-element in de luchtspleet gefixeerd om de magnetische flux te detecteren en wordt de omgekeerde compensatiestroom uitgevoerd via de multi-turn spoel gewikkeld op de magnetische kern, die wordt gebruikt om de generatie van IP aan de primaire zijde van de magnetische flux te compenseren, zodat de magnetische flux in het magnetische circuit altijd op nul wordt gehouden. Na verwerking door een speciaal circuit kan de uitgangsterminal van de sensor een stroomverandering uitvoeren die nauwkeurig de stroom van de primaire zijde weerspiegelt.
Hoe werken Hall-effectstroomsensoren?
Hall-effect-stroomsensoren met open lus
Wanneer de primaire stroom IP door een lange draad stroomt, wordt er rond de draad een magnetisch veld gegenereerd. De grootte van dit magnetische veld is evenredig met de stroom die door de draad vloeit. Het gegenereerde magnetische veld verzamelt zich in de magnetische ring en passeert de luchtspleet van de magnetische ring. Het Hall-element meet en versterkt de uitvoer, en de uitgangsspanning VS weerspiegelt nauwkeurig de primaire stroom IP. Het algemene nominale vermogen is gekalibreerd op 4V.
Magnetische balans (gesloten lus) Hall-effect stroomsensoren
Wanneer de primaire stroom IP door een lange draad stroomt, wordt er rond de draad een magnetisch veld gegenereerd. De grootte van dit magnetische veld is evenredig met de stroom die door de draad vloeit. Het gegenereerde magnetische veld verzamelt zich in de magnetische ring en passeert de luchtspleet van de magnetische ring. Het Hall-element meet en versterkt de uitvoer, en de uitgangsspanning VS weerspiegelt nauwkeurig de primaire stroom IP. Het algemene nominale vermogen is gekalibreerd op 4V.
De magnetische balansstroomsensor wordt ook wel een compensatiesensor genoemd, dat wil zeggen dat het magnetische veld dat wordt gegenereerd door de primaire stroom Ip bij de magnetische verzamelring wordt gecompenseerd door het magnetische veld dat wordt gegenereerd door een secundaire spoelstroom, en de compensatiestroom Is nauwkeurig weerspiegelt de primaire stroom Ip, dus zorg ervoor dat het Hall-apparaat in de werkende staat is en geen magnetische flux detecteert.
Het specifieke werkproces is: wanneer er stroom door het hoofdcircuit gaat, wordt het magnetische veld dat op de draad wordt gegenereerd, verzameld door de magnetische ring en geïnduceerd naar het Hall-apparaat, en de gegenereerde signaaluitvoer wordt gebruikt om de eindbuis aan te drijven en deze te maken gedrag, waardoor een compensatie wordt verkregen van Current Is. Deze stroom gaat door de multi-turn-wikkeling en genereert een magnetisch veld dat precies tegengesteld is aan het magnetische veld dat door de gemeten stroom wordt gegenereerd, waardoor het oorspronkelijke magnetische veld wordt gecompenseerd en de output van het Hall-apparaat geleidelijk wordt verminderd. Wanneer het magnetische veld dat wordt gegenereerd door het vermenigvuldigen van Ip en het aantal windingen gelijk is, zal Is niet langer toenemen. Op dit moment speelt het Hall-apparaat de rol van het aangeven van nul magnetische flux. Op dit moment kan Ip worden getest door Is. Wanneer Ip verandert, wordt het evenwicht vernietigd en heeft het Hall-apparaat een signaaluitvoer, dat wil zeggen dat het bovenstaande proces wordt herhaald om weer evenwicht te bereiken. Elke verandering in de gemeten stroom zal dit evenwicht verstoren. Zodra het magnetische veld uit balans is, heeft het Hall-apparaat een signaaluitgang. Nadat het vermogen is versterkt, vloeit er onmiddellijk een overeenkomstige stroom door de secundaire wikkeling om het ongebalanceerde magnetische veld te compenseren. Van de onbalans in het magnetische veld naar de balans is de benodigde tijd theoretisch minder dan 1 μs, wat een dynamisch balansproces is. Daarom zijn vanuit macro-oogpunt de ampèrewindingen van de secundaire compensatiestroom op elk moment gelijk aan de ampèrewindingen van de primaire gemeten stroom.
Het belangrijkste verschil tussen Hall-stroomsensor met gesloten lus en Hall-stroomsensor met open lus
A. Verschil in bandbreedte
Microscopisch gesproken verandert het magnetische veld in de luchtspleet altijd bijna nul flux. Omdat het magnetische veld heel weinig verandert, kan de veranderende frequentie sneller zijn. Daarom heeft de Hall-stroomsensor met gesloten lus een snelle responstijd. De werkelijke bandbreedte van de Hall-stroomsensor met gesloten lus kan gewoonlijk meer dan 100 kHz bereiken. De bandbreedte van de open-loop Hall-stroomsensor is meestal smal, zoals: de bandbreedte van de gewone open-loop Hall-stroomsensor is ongeveer 3 kHz.
B. Verschil in precisie
De output van de secundaire zijde van de Hall-stroomsensor met open lus is evenredig met de magnetische inductie-intensiteit bij de luchtspleet van de magnetische kern, en de magnetische kern is gemaakt van materialen met een hoge magnetische permeabiliteit. Niet-lineaire en hysterese-effecten zijn inherente kenmerken van alle materialen met een hoge magnetische permeabiliteit. Daarom heeft de open-lus Hall-stroomsensor over het algemeen een slechte lineariteitshoek en zal de uitvoer van de secundaire zijde anders zijn wanneer het signaal aan de primaire zijde stijgt en daalt. De nauwkeurigheid van de Hall-stroomsensor met open lus is doorgaans slechter dan die van 1%. Omdat de Hall-stroomsensor met gesloten lus in de nul-fluxtoestand werkt, zullen het niet-lineariteits- en hysterese-effect van de magnetische kern de uitvoer niet beïnvloeden en kunnen een betere lineariteit en hogere precisie worden verkregen. De nauwkeurigheid van de Hall-stroomsensor met gesloten lus kan over het algemeen 0,2% bereiken.
Hall-effect huidige sensor belangrijkste technische parameters
Voedingsspanning VA van Hall-stroomsensor
De voedingsspanning VA van de sensor heeft betrekking op de voedingsspanning van de stroomsensor, die binnen het door de sensor gespecificeerde bereik moet liggen. Buiten dit bereik kan de sensor niet normaal werken of wordt de betrouwbaarheid verminderd. Bovendien wordt de voedingsspanning VA van de sensor verdeeld in positieve voedingsspanning VA+ en negatieve voedingsspanning VA-. Opgemerkt moet worden dat voor sensoren met eenfasige voeding de voedingsspanning VAmin tweemaal zo hoog is als die van de tweefasige voedingsspanning VAmin, dus het meetbereik moet hoger zijn dan dat van sensoren met dubbel vermogen.
Meetbereik Ipmax
Het verwijst naar de maximale stroomwaarde die door de stroomsensor kan worden gemeten, en het meetbereik is over het algemeen hoger dan de standaard nominale waarde IPN.
Standaard nominale waarde IPN en nominale uitgangsstroom ISN
IPN verwijst naar de standaard nominale waarde die de huidige sensor kan testen, uitgedrukt in effectieve waarde (Arms), en de grootte van IPN is gerelateerd aan het model van het sensorproduct. ISN verwijst naar de nominale uitgangsstroom van de stroomsensor, doorgaans 10~400mA. Deze kan uiteraard variëren afhankelijk van sommige modellen. Als de uitgangsstroom door de meetweerstand R gaat, kan een uitgangsspanningssignaal van enkele volts evenredig met de primaire stroom worden verkregen.
Offset huidige ISO
Offsetstroom wordt ook wel reststroom of reststroom genoemd, wat voornamelijk wordt veroorzaakt door de onstabiele werktoestand van Hall-elementen of operationele versterkers in elektronische circuits. Wanneer de stroomsensor wordt geproduceerd, bij 25°C en IP=0, is de offsetstroom op het minimum ingesteld, maar de sensor zal een bepaalde hoeveelheid offsetstroom genereren wanneer deze de productielijn verlaat.
Lineariteit
Lineariteit bepaalt de mate waarin het uitgangssignaal van de sensor (stroom I0 aan secundaire zijde) evenredig is met het ingangssignaal (stroom I aan primaire zijde) binnen het meetbereik.
temperatuurafwijking
De offsetstroom ISO wordt berekend bij 25°C. Wanneer de omgevingstemperatuur rond de Hall-elektrode verandert, verandert de ISO. Daarom is het belangrijk om rekening te houden met de maximale verandering in de offsetstroom ISO, waarbij IOT verwijst naar de temperatuurdriftwaarde in de huidige sensorprestatietabel.
Overbelastingscapaciteit
De overbelastingscapaciteit van de stroomsensor betekent dat wanneer de huidige overbelasting optreedt, de primaire stroom nog steeds buiten het meetbereik zal toenemen, en dat de duur van de overbelastingsstroom erg kort kan zijn en dat de overbelastingswaarde de toegestane waarde van de sensor kan overschrijden . Over het algemeen kan dit niet worden gemeten, maar het veroorzaakt geen schade aan de sensor.
nauwkeurigheid
De nauwkeurigheid van Hall-effectsensoren is afhankelijk van de standaardstroomwaarde IPN. Bij +25°C heeft de meetnauwkeurigheid van de sensor een zekere invloed op de primaire stroom, en de invloed van offsetstroom, lineariteit en temperatuurdrift moet ook in aanmerking worden genomen bij het evalueren van de nauwkeurigheid van de sensor.
Toepassingen van Hall-effect-stroomsensoren
De afgelopen jaren is een groot aantal hoogvermogentransistors, gelijkrichters en thyristoren gebruikt in automatiseringssystemen, en AC-frequentieomzettingssnelheidsregeling en pulsbreedtemodulatiecircuits zijn op grote schaal gebruikt, zodat het circuit niet langer alleen maar het traditionele circuit is. -cyclus sinusgolf, en er zijn verschillende soorten sinusgolven verschenen. golfvorm. Voor dit soort circuits kan de traditionele meetmethode de werkelijke golfvorm niet weergeven, en de stroom- en spanningsdetectiecomponenten zijn niet geschikt voor het waarnemen en detecteren van middelhoge frequentie en hoge di/dt-stroomgolfvormen.
Hall-effectsensoren die stroom en spanning van willekeurige golfvormen kunnen meten. De uitgangsterminal kan de golfvormparameters van de stroom of spanning van de ingangsterminal werkelijk weerspiegelen. Met het oog op het gemeenschappelijke nadeel van een grote temperatuurdrift in Hall-effectsensoren, wordt voor de regeling een compensatiecircuit gebruikt, dat de invloed van de temperatuur op de meetnauwkeurigheid effectief vermindert en een nauwkeurige meting garandeert; het heeft de kenmerken van hoge precisie, gemakkelijke installatie en lage prijs.
Hall-effectsensoren worden veel gebruikt in snelheidsregelaars voor frequentieomzetting, inverterapparaten, ups-voedingen, communicatievoedingen, elektrische lasmachines, elektrische locomotieven, onderstations, CNC-bewerkingsmachines, elektrolytische beplating, microcomputermonitoring, monitoring van het elektriciteitsnet en andere faciliteiten die moet stroom en spanning isoleren en detecteren.
Hall-stroomsensoren, vooral Hall-stroomsensoren met gesloten lus, worden veel gebruikt op het gebied van industriële metingen en controle vanwege hun kenmerken van brede frequentieband, AC en DC, en niet gemakkelijk te magnetische verzadiging. Hallstroomsensoren hebben echter ook enkele nadelen:
1. Vergeleken met de elektromagnetische stroomtransformator is de secundaire stroom klein en het anti-interferentievermogen relatief zwak;
2. Gevoelig voor de invloed van het magnetische veld in de omgeving, waardoor de meetnauwkeurigheid wordt verminderd;
3. Over het algemeen wordt de hoekverschilindex niet verstrekt en bij gebruik voor vermogensmeting kan de bron van de systeemfout niet worden achterhaald.
Het wordt over het algemeen aanbevolen om Hall-stroomsensoren te gebruiken voor controledoeleinden waarbij geen vermogensmeting nodig is of geen hoge nauwkeurigheid vereist; Voor vermogensmeting of energiemeting van sinusoïdale stroomcircuits worden elektromagnetische stroomtransformatoren aanbevolen.
Toepassingen van Hall-stroomsensoren - Vergelijking met andere detectiecomponenten
In het verleden waren shunts en stroomtransformatoren de meest gebruikte componenten voor het detecteren van stroom.
Het grootste probleem bij het gebruik van shunts is dat er geen galvanische scheiding is tussen de in- en uitgang. Bovendien is het gebruik van een shunt om hoogfrequente of grote stroom te detecteren onvermijdelijk inductief, zodat de aansluiting van de shunt niet alleen de gemeten stroomgolfvorm beïnvloedt, maar ook niet-sinusvormige golfvormen niet echt kan verzenden.
De stroomtransformator heeft een hoge nauwkeurigheid onder de gespecificeerde werkfrequentie, maar het frequentiebereik waaraan hij zich kan aanpassen is erg smal, vooral omdat hij geen gelijkstroom kan verzenden. Bovendien is er een bekrachtigingsstroom wanneer de stroomtransformator werkt, het is dus een inductief element en heeft dezelfde nadelen als de shunt.
Toepassing van Hall-stroomsensor - zaken die aandacht behoeven
Net als conventionele stroomsensoren hebben algemene Hall-stroomsensoren vier pinnen, positief (+), negatief (-), meetterminal (M) en aarde (0), maar draadstroomsensoren hebben deze vier pinnen niet. , maar er zijn drie draden in de kleuren rood, zwart, geel en groen, die respectievelijk overeenkomen met de positieve pool, negatieve pool, meetaansluiting en aarde. Tegelijkertijd zit er in de meeste sensoren een binnenste gat en moet de draad door het binnenste gat gaan bij het meten van de primaire stroom. De grootte van de opening heeft een onvermijdelijke relatie met het productmodel en de grootte van de gemeten stroom.
Ongeacht het type stroomsensor moet de bedrading van de pinnen tijdens de installatie worden aangesloten volgens de voorwaarden die in de handleiding zijn vermeld.
1) Bij het meten van wisselstroom is het verplicht om een bipolaire voeding te gebruiken. Dat wil zeggen dat de positieve pool (+) van de sensor is aangesloten op de “+VA”-aansluiting van de voeding, en de negatieve pool is aangesloten op de “-VA”-aansluiting van de voeding. Deze aansluiting wordt een bipolaire voeding genoemd. Tegelijkertijd wordt de meetaansluiting (M) via een weerstand (magnetische fluxtype met één vinger en nul) verbonden met de “0V”-aansluiting van de voeding.
2) Bij het meten van gelijkstroom kan een unipolaire of eenfasige voeding worden gebruikt, dat wil zeggen dat de positieve pool of negatieve pool wordt kortgesloten met de “0V”-aansluiting, zodat er slechts één elektrode is aangesloten.
Bovendien moet tijdens de installatie volledig rekening worden gehouden met het gebruik, het model, het bereik en de installatieomgeving van het product. De sensor moet bijvoorbeeld worden geïnstalleerd op een plaats die bevorderlijk is voor warmteafvoer.
Naast het installeren van bedrading, directe kalibratie en kalibratie, en aandacht besteden aan de werkomgeving van de sensor, moet u ook aandacht besteden aan de volgende items om de testnauwkeurigheid te garanderen:
1) De primaire draad moet in het midden van het binnenste gat van de sensor worden geplaatst en mag niet zo ver mogelijk voorgespannen zijn;
2) Vul het binnenste gat van de sensor zo volledig mogelijk met de primaire draad, zonder gaten achter te laten;
3) De te meten stroom moet dicht bij de standaard nominale waarde IPN van de sensor liggen en het verschil mag niet te groot zijn. Als de omstandigheden beperkt zijn, is er slechts één sensor met een hoge nominale waarde beschikbaar en is de huidige te meten waarde veel lager dan de nominale waarde. Om de meetnauwkeurigheid te verbeteren, kan de primaire draad meerdere keren worden opgewonden om deze dicht bij de nominale waarde te brengen. Wanneer bijvoorbeeld een sensor met een nominale waarde van 100 A wordt gebruikt om een stroom van 10 A te meten, kan de primaire draad, om de nauwkeurigheid te verbeteren, tien keer rond het midden van het binnenste gat van de sensor worden gewikkeld (in het algemeen NP=1; in één cirkel in het binnenste gat, NP= 2;…;Negen cirkels, NP=10, dan is NP×10A=100A gelijk aan de nominale waarde van de sensor, wat de nauwkeurigheid kan verbeteren).
Zal de Hall-stroomsensor magnetische verzadiging ervaren?
wat is het magnetische verzadigingsfenomeen?
Een ferromagnetische of ferrimagnetische substantie bevindt zich in een toestand waarin de magnetische polarisatie of magnetisatie niet significant toeneemt met de toename van de magnetische veldsterkte.
Vanwege de beperking van de fysieke structuur van het magnetisch permeabele materiaal kan de passerende magnetische flux niet oneindig toenemen. Ongeacht of u de stroom of het aantal windingen verhoogt, de magnetische flux die door een bepaald volume magnetisch permeabel materiaal gaat, zal niet langer tot een bepaalde hoeveelheid toenemen en de magnetische verzadiging zal worden bereikt. .
Stel dat er een elektromagneet is, wanneer een eenheidsstroom wordt toegepast, is de gegenereerde magnetische veldsterkte 1, wanneer de stroom toeneemt tot 2, zal de magnetische veldsterkte toenemen tot 2,3, wanneer de stroom 5 is, is de magnetische veldsterkte 7, maar de stroom bereikt 6. Als de magnetische veldsterkte nog steeds 7 is en de stroom verder wordt verhoogd, is de magnetische veldsterkte 7 en neemt niet langer toe. Op dit moment wordt er gezegd dat de elektromagneet magnetische verzadiging heeft.
Gevaren van magnetische verzadiging
Het interieur van de Hall-stroomsensor bevat materialen met een hoge magnetische permeabiliteit. Nadat de materialen met hoge magnetische permeabiliteit magnetisch zijn verzadigd, zal de secundaire stroom (of spanning) van de sensor niet langer veranderen afhankelijk van de verandering van de primaire stroom, wat resulteert in meetfouten of beveiligingsfouten van het secundaire circuit. Tijdelijke magnetische verzadiging kan ook overmatige verwarming van het magnetisch geleidende materiaal veroorzaken en de isolatie tussen het primaire circuit en het secundaire circuit van de Hall-stroomsensor beschadigen, waardoor de apparatuur en de persoonlijke veiligheid in gevaar komen.
Probleem met magnetische verzadiging van de Hall-stroomsensor
Veel fabrikanten van Hall-stroomsensoren promoten ook de afwezigheid van magnetische verzadiging als een belangrijk voordeel van Hall-stroomsensoren in hun technische materialen. De afwezigheid van magnetische verzadiging van de Hall-stroomsensor is bijna een van de belangrijkste voordelen van de Hall-stroomsensor die sinds de toepassing ervan algemeen wordt erkend.
Is dit de waarheid?
In feite bevat de Hall-stroomsensor een niet-lineaire magnetische kern, die al bepaalt dat de Hall-stroomsensor onder bepaalde omstandigheden magnetisch verzadigd zal zijn!
Magnetisch verzadigingsprobleem van Hall-stroomsensor met open lus
De onderstaande afbeelding is een schematisch diagram van de typische magnetisatiecurve van alle materialen met een hoge magnetische permeabiliteit:
In de figuur is Oa' het initiële niet-lineaire segment, a'a” het lineaire segment en a”a het verzadigingsgebied. Zoals we allemaal weten, zal, om betere meetresultaten te verkrijgen, of het nu gaat om een Hall-stroomsensor met open lus of een elektromagnetische transformator, een sectie met betere lineariteit in de magnetisatiecurve als werkbereik worden gebruikt. Met andere woorden, zolang de magnetische inductie een bepaald bereik in het lineaire gebied overschrijdt, zal magnetische verzadiging optreden.
Vergeleken met de elektromagnetische transformator is er maar één reden voor de magnetische verzadiging van de Hall-stroomsensor met open lus, dat wil zeggen dat de primaire stroom groot genoeg is.
Het zal geen magnetische verzadiging veroorzaken vanwege de lage stroomfrequentie, wat het voordeel is van de Hall-stroomsensor en ook de magnetische verzadigingskarakteristiek van de Hall-stroomsensor met open lus.
Daarentegen heeft de elektromagnetische transformator ook een voordeel: de secundaire belasting is klein genoeg, zelfs als er veel overbelasting is, zal er geen magnetische verzadiging optreden.
Magnetisch verzadigingsprobleem van Hall-stroomsensor met gesloten lus
Het magnetische verzadigingsprobleem van de Hall-stroomsensor met open lus is relatief eenvoudig. Daarentegen lijkt het magnetische verzadigingsprobleem van de Hall-stroomsensor met gesloten lus onbegrijpelijk, omdat de magnetische flux in de magnetische kern nul is wanneer de Hall-stroomsensor met gesloten lus normaal werkt. Bij een magnetische flux van nul zal het natuurlijk niet verzadigd zijn.
Dit zal echter alleen mogelijk zijn onder normale werkomstandigheden!
Zelfs als het magnetische verzadigingsprobleem van de elektromagnetische stroomtransformator of open-lus Hall-stroomsensor optreedt onder abnormale werkomstandigheden zoals overbelasting, lage frequentie en zware belasting, zal dit in feite niet optreden onder normale werkomstandigheden. Magnetische verzadiging!
Uit het werkingsprincipe van de Hall-stroomsensor met gesloten lus blijkt dat er een magnetische flux van nul wordt vastgesteld op de veronderstelling dat het magnetische veld dat wordt gegenereerd door de compensatiewikkeling aan de secundaire zijde het magnetische veld kan compenseren dat wordt gegenereerd door de primaire zijgeleider. Kan de Hall-stroomsensor met gesloten lus deze nulflux onder alle omstandigheden handhaven?
Duidelijk niet!
A. Wanneer de sensor niet wordt gevoed, genereert de compensatiewikkeling aan de secundaire zijde geen stroom. Op dit moment is de Hall-stroomsensor met gesloten lus gelijkwaardig aan een Hall-stroomsensor met open lus. Zolang de primaire stroom groot genoeg is, zal er magnetische verzadiging optreden.
B. Normale stroomvoorziening, maar de primaire stroom is te groot. De stroom die de secundaire compensatiewikkeling kan opwekken is immers beperkt. Wanneer het door de primaire stroom gegenereerde magnetische veld groter is dan het maximale magnetische veld dat de secundaire compensatiewikkeling kan genereren, wordt het magnetische evenwicht verbroken en gaat er een magnetisch veld door de magnetische kern. Wanneer de stroom blijft toenemen, neemt ook het magnetische veld in de magnetische kern toe. Wanneer de primaire stroom groot genoeg is, komt de Hall-stroomsensor met gesloten lus in een staat van magnetische verzadiging!
Vergeleken met elektromagnetische stroomtransformatoren en Hall-stroomsensoren met open lus is de kans kleiner dat magnetische verzadiging van Hall-stroomsensoren met gesloten lus optreedt, maar dit betekent niet dat dit niet zal gebeuren. Onjuist gebruik of langdurige overbelasting kunnen ook magnetische verzadiging veroorzaken.
Nederlands 
English 
Español 
Português 
Français 
Deutsch 
Русский 
العربية 
Türkçe 
Português do Brasil 
English (Canada) 
English (UK) 
한국어 
日本語 
English (Australia) 
Deutsch (Österreich) 
Polski 
Nederlands (België) 
Français de Belgique 
Dansk 
Svenska 
Deutsch (Schweiz) 
Italiano 
English (South Africa) 
Română 
Magyar 
Čeština 
Suomi 
Bahasa Indonesia 
Español de Argentina 
Español de Chile 
Español de Perú 
Español de México 
Ελληνικά