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霍尔电流传感器的原理
发布时间:2013-11-28 13:02:44  文章来源:SOKYO  作者:SOKYO  人气:
        在工业、电力、牵引等领域,电压、电流及功率的计量是非常至关重要的。对于电压的计量,低压可以用电压表直接测量,如果测量高压就需要有电压互感器变压后进行测量。那么对于电流的测量交流直流电流很小时,可以用万用表直接串入电路测量,稍大点的(0-7000A以下)电流可以用分流器测量,但是这种方法测量精度低,隔离程度低,电流超过7000A以上时分流器就无法使用了。这里介绍一下测量电流的一种设备电流传感器,电流传感器是电流的一种新型设备,该设备采用霍尔检测原理具有测量精确度高、线性好、隔离程度高、安装更换简便等优点。逐渐取代比较笨重的电流互感器。电流传感器主要有霍尔直测试和霍尔检零式两种原理其中霍尔楂零式精度高但是电路复杂有功耗成本高,霍尔直测式电路简便,成本低安装件结。在此着重介绍一下直测试电流传感器。  
        1879年,美物理学家Edwin Herbert Hall发现霍尔效应以来,霍尔技术越来越多的应用于工业控制的各个领域。进入八十年代,随着元器件工艺技术的发展,霍尔器件的性能大大提高,由霍尔器件应用开发的霍尔电流、电压传感器的性能也有很大提高,特别闭环霍尔电流、电压传感器的研制成功,大大的扩展了该项技术的应用领域。
一、霍尔电流传感器原理
  霍尔元件在聚集磁路中检测到与原边电流成比例关系的磁通量后输出霍尔电压信号,经放大电路放大后输送到仪表显示或计算机采集来直观反 映电流的大小。
二、霍尔元件的电原理
  当霍尔元件的垂直方向加上一个磁场B,在原件上加上控制电流I,那么霍尔元件就有一个霍尔电压Uh输出,它们的关系式为Uh=kh·I·B,其中kh为霍尔元件的灵敏度,B为磁场轻度。
        霍尔效应是霍尔技术应用的理论基础,当通有小电流的半导体薄片置于磁场中时,半导体内的载流子受洛伦兹力的作用发生偏转,使半导体两侧产生电势差,该电势差即为霍尔电压VH ,个电压VH与磁感应强度B及控制电流IC成正比,经过理论推算有如下等式关系:
        VH =(RH/d)×B×IC (1)
     式中:VH为霍尔电压;B为磁感应强度;IC为控制电流;RH为霍尔系数;d为半导体厚度。
     上式中,若保持控制电流IC不变,在一定条件下,可通过测量霍尔电压推算出磁感应强度的大小,由此建立了磁场与电压信号的联系。根据这一关系式,们研制了用于测量磁场的半导体器件,即霍尔器件。
                               霍尔电流传感器,松野电气
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