在最简单的形式中,传感器作为模拟传感器工作,直接返回电压。在已知磁场的情况下,可以确定其与霍尔板的距离。使用传感器组,可以推断出磁体的相对位置。
通常,霍尔效应传感器与允许设备以数字(开/关)模式运行的电路相结合,并且在此配置中可能被称为开关。下图为包含两个磁铁的轮子经过霍尔效应传感器,可以明显的看到灯的变化。
霍尔电流传感器是一种基于霍尔效应的电流传感器,主要用于检测电路中的电流。其检测与补偿原理如下:
检测原理
由于磁路与霍尔器件的输出具有良好的线性关系,因此霍尔器件输出的电压讯号u0可以间接反映出被测电流i1的大小,即:i1∝b1∝u0
我们把u0定标为当被测电流i1为额定值时,u0等于50mv或100mv。这就制成霍尔直接检测(无放大)电流传感器。
当电流通过霍尔电流传感器的导体时,会在导体周围产生磁场。霍尔元件感受到这个磁场后,会产生电势差,这个电势差与电流的大小成正比。信号处理电路会将这个电势差转换为数字信号或模拟信号输出,从而实现对电流的检测和测量。
补偿原理
由于霍尔电流传感器的霍尔元件和信号处理电路的非线性特性,会导致输出信号存在误差。为了提高测量精度,需要对输出信号进行补偿。
补偿的方法主要有两种:一种是硬件补偿,即通过在电路中添加电阻、电容等元件来实现补偿;另一种是软件补偿,即通过对输出信号进行数字处理来实现补偿。
硬件补偿的原理是通过调整电路中的元件参数,使得输出信号与实际电流之间的误差最小。软件补偿的原理是通过对输出信号进行数字处理,校正输出信号的非线性误差,从而提高测量精度。
原边主回路有一被测电流i1,将产生磁通φ1,被副边补偿线圈通过的电流i2所产生的磁通φ2进行补偿后保持磁平衡状态,霍尔器件则始终处于检测零磁通的作用。所以称为霍尔磁补偿电流传感器。这种先进的原理模式优于直检原理模式,突出的优点是响应时间快和测量精度高,特别适用于弱小电流的检测。
知道:φ1=φ2,i1n1=i2n2,i2=ni/n2·i1
当补偿电流i2流过测量电阻rm时,在rm两端转换成电压。做为传感器测量电压u0即:u0=i2rm
按照霍尔磁补偿原理制成了额定输入从~系列规格的电流传感器。
由于磁补偿式电流传感器必须在磁环上绕成千上万匝的补偿线圈,因而成本增加;其次,工作电流消耗也相应增加;但它却具有直检式不可比拟的较高精度和快速响应等优点。
总之,霍尔电流传感器的检测与补偿原理是基于霍尔效应和信号处理技术,通过对电流进行检测和补偿,实现对电流的精确测量。
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霍尔电流传感器的检测与补偿原理
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