霍爾感測器的應用及注意事項

2022-09-28 13:12:04 字數 2141 閱讀 6114

霍爾感測器的應用

(一)線性型霍爾感測器主要用於一些物理量的測量。例如:

1.電流感測器

由於通電螺旋管內部存在磁場,其大小與導線中的電流成正比,故可以利用霍爾感測器測量出磁場,從而確定導線中電流的大小。利用這一原理可以設計製成霍爾電流感測器。其優點是不與被測電路發生電接觸,不影響被測電路,不消耗被測電源的功率,特別適合於大電流感測。

霍爾電流感測器工作原理如圖6所示,標準圓環鐵芯有乙個缺口,將霍爾感測器插入缺口中,圓環上繞有線圈,當電流通過線圈時產生磁場,則霍爾感測器有訊號輸出。

2.位移測量

當兩塊永久磁鐵同極性相對放置,將線性型霍爾感測器置於中間,其磁感應強度為零,這個點可作為位移的零點,當霍爾感測器在z軸上作△z位移時,感測器有乙個電壓輸出,電壓大小與位移大小成正比。

如果把拉力、壓力等引數變成位移,便可測出拉力及壓力的大小,如圖8所示,是按這一原理製成的力感測器。

(二)開關型霍爾感測器主要用於測轉數、轉速、風速、流速、接近開關、關門告知器、報警器、自動控制電路等。

1.測轉速或轉數

在非磁性材料的圓盤邊上粘一塊磁鋼,霍爾感測器放在靠近圓盤邊緣處,圓盤旋轉一周,霍爾感測器就輸出乙個脈衝,從而可測出轉數(計數器),若接入頻率計,便可測出轉速。   如果把開關型霍爾感測器按預定位置有規律地布置在軌道上,當裝在運動車輛上的永磁體經過它時,可以從測量電路上測得脈衝訊號。根據脈衝訊號的分布可以測出車輛的運動速度。

使用注意事項

(1)為了得到較好的動態特性和靈敏度,必須注意原邊線圈和副邊線圈的耦合,要耦合得好,最好用單根導線且導線完全填滿霍爾感測器模組孔徑。

(2)使用中當大的直流電流流過感測器原邊線圈,且次級電路沒有接通電源|穩壓器或副邊開路,則其磁路被磁化,而產生剩磁,影響測量精度(故使用時要先接通電源和測量端m),發生這種情況時,要先進行退磁處理。其方法是次邊電路不加電源,而在原邊線圈中通一同樣等級大小的交流電流並逐漸減小其值。

(3)在大多數場合,霍爾感測器都具有很強的抗外磁場干擾能力,一般在距離模組5-10cm之間存在乙個兩倍於工作電流ip的電流所產生的磁場干擾是可以忽略的,但當有更強的磁場干擾時,要採取適當的措施來解決。通常方法有:

① 調整模組方向,使外磁場對模組的影響最小;

② 在模組上加罩乙個抗磁場的金屬遮蔽罩;

③ 選用帶雙霍爾元件或多霍爾元件的模組電源維修;

(4)測量的最佳精度是在額定值下得到的,當被測電流遠低於額定值時,要獲得最佳精度,原邊可使用多匝,即:ipnp=額定安匝數。另外,原邊饋線溫度不應超過80℃。

霍爾感測器的特點(與普通互感器比較)

1、 霍爾感測器可以測量任意波形的電流和電壓,如:直流、交流、脈衝波形等,甚至對瞬態峰值的測量。副邊電流忠實地反應原邊電流的波形。

而普通互感器則是無法與其比擬的,它一般只適用於測量50hz正弦波。

2、 原邊電路與副邊電路之間完全電絕緣,絕緣電壓一般為2kv至12kv,特殊要求可達20kv至50kv。

3、 精度高:在工作溫度區內精度優於1%,該精度適合於任何波形的測量。而普通互感器一般精度為3%至5%且適合50hz正弦波形。

4、線性度好:優於0.1%

5、動態效能好:響應時間小於1μs跟蹤速度di/dt高於50a/μs

6、霍爾感測器模組這種優異的動態效能為提高現代控制系統的效能提供了關鍵的基礎。與此相比普通的互感器響應時間為10-12ms,它已不能適應工作控制系統發展的需要。

7、工作頻帶寬:在0-100khz頻率範圍內精度為1%。在0-5khz頻率範圍內精度為0.5%。

8、測量範圍:霍爾感測器模組為系統產品,電流測量可達50ka,電壓測量可達6400v。

9、過載能力強:當原邊電流超負荷,模組達到飽和,可自動保護,即使過載電流是額定值的20倍時,模組也不會損壞。

10、模組尺寸小,重量輕,易於安裝,它在系統中不會帶來任何損失。

11、模組的初級與次級之間的「電容」是很弱的,在很多應用中,共模電壓的各種影響通常可以忽略,當達到幾千伏/μs的高壓變化時,模組有自身遮蔽作用x光機維修。

12、模組的高靈敏度,使之能夠區分在「高分量」上的弱訊號,例如:在幾百安的直流分量上區分出幾毫安的交流分量。

13、可靠性高:失效率:λ=0.43╳10-6/小時

14、抗外磁場干擾能力強:在距模組5-10cm處有乙個兩倍於工作電流(2ip)的電流所產生的磁場干擾而引起的誤差小於0.5%,這對大多數應用,抗外磁場干擾是足夠的,但對很強磁場的干擾要採取適當的措施。

變頻器中霍爾感測器使用注意事項

為了得到較好的動態特性和靈敏度,必須注意原邊線圈和副邊線圈的耦合,要耦合得好,最好用單根導線且導線完全填滿霍爾感測器模組孔徑。使用中當大的直流電流流過感測器原邊線圈,且次級電路沒有接通電源 穩壓器或副邊開路,則其磁路被磁化,而產生剩磁,影響測量精度 故使用時要先接通電源和測量端m 發生這種情況時,要...

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