什么是霍尔传感器
霍尔传感器是依据霍尔效应制造的一种磁场传感器。经过霍尔效应试验测定的霍尔系数,能够判别半导体资料的导电类型、载流子浓度及载流子迁移率等重要参数。
霍尔效应是磁电效应的一种,这一现象是霍尔(A.H.Hall,1855—1938)于1879年在研讨金属的导电组织时发现的。后来发现半导体、导电流体等也有这种效应,而半导体的霍尔效应比金属强得多,运用这现象制成的各种霍尔元件,广泛地应用于工业自动化技能、检测技能及信息处理等方面。霍尔效应是研讨半导体资料功能的根本办法。
霍尔传感器的原理介绍
磁场中有一个霍尔半导体片,恒定电流I从A到B经过该片。在洛仑兹力的效果下,I的电子流在经过霍尔半导体时向一侧偏移,使该片在CD方向上发作电位差,这便是所谓的霍尔电压。
霍尔电压随磁场强度的改动而改动,磁场越强,电压越高,磁场越弱,电压越低,霍尔电压值很小,一般只要几个毫伏,但经集成电路中的扩大器扩大,就能使该电压扩大到足以输出较强的信号。若使霍尔集成电路起传感效果,需求用机械的办法来改动磁场强度。下图所示的办法是用一个滚动的叶轮作为操控磁通量的开关,当叶轮叶片处于磁铁和霍尔集成电路之间的气隙中时,磁场违背集成片,霍尔电压消失。这样,霍尔集成电路的输出电压的改动,就能表示出叶轮驱动轴的某一方位。
运用这一作业原理,可将霍尔集成电路片用效果焚烧正时传感器。霍尔效应传感器归于被迫型传感器,它要有外加电源才干作业,这一特色使它能检测转速低的工作状况。
霍尔传感器的特性
1、精度高:在作业温度区内精度优于1%,该精度适合于任何波形的丈量;
2、线性度好:优于0.1%;
3、霍尔传感器能够丈量恣意波形的电流和电压,如:直流、沟通、脉冲波形等,乃至对瞬态峰值的丈量。副边电流忠实地反响原边电流的波形。而一般互感器则是无法与其比较的,它一般只适用于丈量50Hz正弦波;
4、原边电路与副边电路之间有杰出的电气阻隔,阻隔电压可达9600Vrms;
5、宽带宽:高带宽的电流传感器上升时间可小于1μs;可是,电压传感器带宽较窄,一般在15kHz以内,6400Vrms的高压电压传感器上升时间约500uS,带宽约700Hz。
6、丈量规模:霍尔传感器为系列产品,电流丈量可达50KA,电压丈量可达6400V。
运用霍尔传感器留意事项
在运用霍尔电流传感器时,应留意一下几点:
1、为了得到较好的动态特性和灵敏度,有必要留意原边线圈和副边线圈的耦合,要耦合得好,最好用单根导线且导线彻底填满霍尔传感器模块孔径。
2、运用中当大的直流电流流过传感器原边线圈,且次级电路没有接通电源|稳压器或副边开路,则其磁路被磁化,而发作剩磁,影响丈量精度(故运用时要先接通电源和丈量端M),发作这种状况时,要先进行退磁处理。其办法是次边电路不加电源,而在原边线圈中通一相同等级巨细的沟通电流并逐步减小其值。
3、霍尔传感器都具有较强的抗外磁场搅扰才能,可是,为了取得较高的丈量准确度,当有较强的磁场搅扰时,要采纳恰当的办法来处理。一般办法有:
调整模块方向,使外磁场对模块的影响最小;
在模块上加罩一个抗磁场的金属屏蔽罩。
4、丈量的最佳精度是在额定值下得到的,当被测电流远低于额定值时,要取得最佳精度,原边可运用多匝,可是,需求留意导线的空间方位(参照第一条)。