一、
霍爾電流傳感器、變送器的基本原理與使用方法
1.霍爾器件
霍爾器件是一種采用半導(dǎo)體材料制成的磁電轉(zhuǎn)換器件。如果在輸入端通途看著電流IC，當(dāng)有意磁場(chǎng)R穿過(guò)該器件感磁面，則在輸出端出現(xiàn)霍爾電勢(shì)VH。
霍爾電勢(shì)VH的大小與控制電流IC和磁通密度B的乘積成正比，即VH=KHIVBsin
霍爾電流傳感器是按照安培定律原理做成，即在載流導(dǎo)體周圍產(chǎn)生一正比于該電流的磁場(chǎng)，而霍爾器件則用來(lái)測(cè)量這一磁場(chǎng)。因此，使電流的非接觸測(cè)量成為可能。
通過(guò)測(cè)量霍爾電勢(shì)的大小間接測(cè)量載流導(dǎo)體電流的大小。因此,電流傳感器經(jīng)過(guò)了電-磁-電的絕緣隔離轉(zhuǎn)換。
2.霍爾直流檢測(cè)原理
由于磁路與霍爾器件的輸出具有良好的線性關(guān)系，因此霍爾器件輸出的電壓訊號(hào)U0可以間接反映出被測(cè)電流I1的大小，即：I1∝B1∝U0
我們把UO定標(biāo)為當(dāng)被測(cè)電流I1為額定值時(shí)，U0等于50mV或100mV。這就制成霍爾直接檢測(cè)電流傳感器。
3.霍爾磁補(bǔ)償原理
原邊主回路有一被測(cè)電流I1，將產(chǎn)生磁通Φ1，被副邊補(bǔ)償線圈通過(guò)的電流I2所產(chǎn)生的磁通Φ2進(jìn)行補(bǔ)償后保持磁平衡狀態(tài)，霍爾器件則始終處于檢測(cè)零磁通的作用。所以稱為霍爾磁補(bǔ)償電流傳感器。這種先進(jìn)的原理模式優(yōu)于直檢原理模式，突出的優(yōu)點(diǎn)是響應(yīng)時(shí)間快和測(cè)量精度高，特別適用于弱小電流的檢測(cè)。
4.磁補(bǔ)償式電壓傳感器
為了測(cè)量mA級(jí)的小電流，根據(jù)Φ1=T1N1,增加N1的匝數(shù),同樣可以獲得高磁通Φ1。采用這種方法制成的小電流傳感器不但可以測(cè)mA級(jí)電流,而且可以測(cè)電壓。
與電流傳感器所不同的是在測(cè)量電壓時(shí)，電壓傳感器的原邊多匝繞組通過(guò)串聯(lián)一個(gè)限流電阻R1,然后并聯(lián)連接在被測(cè)電壓U1上,得到與被測(cè)電壓U1成正比例的電流I1
副邊原理同電流傳感器一樣，當(dāng)補(bǔ)償電流I2流過(guò)測(cè)量電阻RM時(shí)，在RM兩端轉(zhuǎn)換成電壓作為傳感器的測(cè)量電壓U0，即U0=I2RM
5.電流傳感器的輸出
直接檢測(cè)式電流傳感器為高阻抗輸出電壓，在應(yīng)用中，負(fù)載阻抗要大于10KΩ,通常都是將其±50mV或±100mV懸浮輸出電壓用差動(dòng)輸入比例放大器放大到±4V或±5V。
6.取樣電壓與測(cè)量電阻的計(jì)算
從前面公式知道
U0=I2RM 式中：U0-測(cè)量電壓，又叫取樣電壓（V）
RM=U0/I2 I2-副邊線圈補(bǔ)償電流（A）
RM-測(cè)量電阻（Ω）
計(jì)算時(shí)I2可以從磁補(bǔ)償式電流傳感器技術(shù)參數(shù)表中查出與被測(cè)電流（額定有效值）I1相對(duì)應(yīng)的輸出電流（額定有效值）I2
7.飽和點(diǎn)與最大被測(cè)電流的計(jì)算
當(dāng)輸出電流I2最大值時(shí)，電流值不再跟著I1的增加而增加，我們稱為傳感器的飽和點(diǎn)。
在測(cè)量交流或脈沖時(shí)，當(dāng)RM確定后，要計(jì)算出最大被測(cè)電流I1MAX，如果I1max值低于交流電流峰值或低于脈沖幅值，將會(huì)造成輸出波形削波或限幅現(xiàn)象，此種情況可將RM選小一些來(lái)解決
