Prinsip dhasar lan cara aplikasi Hall saiki lan voltase sensor lan pemancar

1. piranti Hall

 

 

Piranti Hall minangka jinis konverter magnetoelektrik sing digawe saka bahan semikonduktor.Yen IC saiki kontrol disambungake menyang mburi input, nalika Magnetik kolom B liwat lumahing sensing Magnetik piranti, Hall potensial VH katon ing mburi output.Minangka ditampilake ing Figure 1-1.

 

 

Magnitudo Hall potensial VH sebanding karo produk arus kontrol IC lan kerapatan fluks magnetik B, yaiku, VH = khicbsin Θ

 

 

Sensor saiki Hall digawe miturut prinsip hukum Ampere, yaiku, medan magnet sing sebanding karo arus digawe ing sekitar konduktor sing nggawa saiki, lan piranti balai digunakake kanggo ngukur medan magnet iki.Mulane, pangukuran non-kontak arus bisa ditindakake.

 

 

Secara ora langsung ngukur arus konduktor mawa arus kanthi ngukur potensial Hall.Mula, sensor saiki wis ngalami konversi isolasi listrik magnetik listrik.

 

 

2. Prinsip deteksi Hall DC

 

 

Minangka ditampilake ing Figure 1-2.Amarga sirkuit magnetik nduweni hubungan linear sing apik karo output piranti bale, sinyal voltase U0 output dening piranti bale bisa ora langsung nggambarake ukuran arus diukur I1, yaiku, I1 ∝ B1 ∝ U0

 

 

Kita calibrate U0 dadi padha karo 50mV utawa 100mV nalika diukur saiki I1 punika nilai dirating.Iki ndadekake hall deteksi langsung (ora amplifikasi) sensor saiki.

 

 

3. Hall prinsip kompensasi magnetik

 

 

Sirkuit utama utami nduweni arus I1 sing diukur, sing bakal ngasilake fluks magnetik Φ 1. Fluks magnetik sing diasilake dening arus I2 liwati kumparan kompensasi sekunder Φ 2 njaga keseimbangan magnetik sawise ganti rugi, lan piranti balai tansah nduweni peran ndeteksi magnetik nul. fluks.Dadi diarani Hall sensor saiki kompensasi magnetik.Mode prinsip maju iki luwih unggul tinimbang mode prinsip deteksi langsung.Kaluwihan sing luar biasa yaiku wektu nanggepi cepet lan akurasi pangukuran sing dhuwur, sing cocog banget kanggo deteksi arus sing ringkih lan cilik.Prinsip kompensasi magnet Hall ditampilake ing Figure 1-3.

 

 

Gambar 1-3 nuduhake: Φ 1= Φ loro

 

 

I1N1 =I2N2

 

 

I2=NI/N2·I1

 

 

Nalika kompensasi saiki I2 mili liwat resistance ngukur RM, iku diowahi dadi voltase ing loro ends RM.Minangka sensor, ngukur voltase U0, yaiku, U0 = i2rm

 

 

Miturut prinsip kompensasi magnetik Hall, sensor saiki kanthi input dirating saka spesifikasi seri digawe.

 

 

Amarga sensor saiki ganti rugi Magnetik kudu tatu karo ewu dadi ganti rugi coil ing ring Magnetik, biaya mundhak;Sareh, konsumsi saiki digunakake uga mundhak cocog;Nanging, nduweni kaluwihan akurasi sing luwih dhuwur lan respon cepet tinimbang pamriksan langsung.

 

 

4. Sensor voltase kompensasi magnetik

 

 

Kanggo ngukur arus cilik tingkat Ma, miturut Φ 1 = i1n1, nambah jumlah giliran N1 uga bisa entuk fluks magnetik sing dhuwur Φ 1。 Sensor saiki cilik sing digawe kanthi cara iki bisa ngukur ora mung arus level Ma, nanging uga voltase.

 

 

Beda saka sensor saiki, nalika ngukur voltase, multi-turn nduwurke tumpukan ing sisih utami saka sensor voltase disambungake ing seri karo resistor pembatas saiki R1, lan banjur disambungake ing podo karo kanggo voltase diukur U1 kanggo njupuk saiki I1 sebanding karo. voltase diukur U1, minangka ditampilake ing Figure 1-4.

 

 

Prinsip sisih sekunder padha karo sensor saiki.Nalika kompensasi saiki I2 mili liwat ngukur resistance RM, iku diowahi dadi voltase ing loro ends RM minangka ngukur voltase U0 saka sensor, yaiku, U0 = i2rm

 

 

5. Output saka sensor saiki

 

 

Sensor arus deteksi langsung (non amplifikasi) nduweni voltase output impedansi sing dhuwur.Ing aplikasi, impedansi beban kudu luwih saka 10k Ω.Biasane, voltase output sing digantung ± 50mV utawa ± 100mV digedhekake dadi ± 4V utawa ± 5V kanthi amplifier proporsional input diferensial.Figure 5-1 nuduhake loro sirkuit praktis kanggo referensi.

 

 

(a) Angka kasebut bisa nyukupi syarat akurasi umum;(b) Grafik nduweni kinerja apik lan cocok kanggo acara kanthi syarat akurasi dhuwur.

 

 

Sensor saiki sing digedhekake deteksi langsung duwe voltase output impedansi sing dhuwur.Ing aplikasi, impedansi beban kudu luwih saka 2K Ω.

 

 

Saiki kompensasi magnetik, saiki kompensasi magnetik voltase lan sensor voltase minangka jinis output saiki.Bisa dideleng saka gambar 1-3 yen ujung "m" disambungake menyang sumber daya "O"

 

 

Terminal minangka jalur arus I2.Mulane, output sinyal saka ujung "m" sensor minangka sinyal saiki.Sinyal saiki bisa ditularaké mbatalake ing sawetara tartamtu lan akurasi bisa dijamin.Nalika digunakake, ukuran resistance RM mung kudu dirancang ing input instrument sekunder utawa antarmuka panel kontrol terminal.

 

 

Supaya kanggo mesthekake pangukuran tliti dhuwur, manungsa waé kudu mbayar kanggo: ① akurasi ukuran resistance umume dipilih minangka resistance film logam, karo akurasi ≤± 0.5%.Waca Tabel 1-1 kanggo rincian.② impedansi input sirkuit instrumen sekunder utawa papan kontrol terminal kudu luwih saka 100 kaping luwih saka resistance pangukuran.

 

 

6. Pitungan voltase sampling lan ngukur resistance

 

 

Saka rumus sadurunge

 

 

U0=I2RM

 

 

RM=U0/I2

 

 

Where: U0 - voltase diukur, uga dikenal minangka voltase sampling (V).

 

 

I2 - kompensasi kumparan sekunder saiki (a).

 

 

RM - ukuran resistance (Ω).

 

 

Nalika ngitung I2, arus output (nilai efektif sing dirating) I2 sing cocog karo arus sing diukur (nilai efektif sing dirating) I1 bisa ditemokake saka tabel parameter teknis sensor saiki kompensasi magnetik.Yen I2 arep diowahi dadi U0 = 5V, deleng Tabel 1-1 kanggo pilihan RM.

 

 

7. Pitungan titik jenuh lan * gedhe diukur saiki

 

 

Bisa dideleng saka gambar 1-3 yen sirkuit arus output I2 yaiku: v + → Kolektor Emitor penguat daya pungkasan → N2 → RM → 0. Resistansi sing padha karo sirkuit ditampilake ing Gambar 1-6.(sirkuit saka v- ~ 0 padha, lan saiki ngelawan)

 

 

Nalika output saiki i2 * gedhe, Nilai saiki ora maneh nambah karo Tambah saka I1, kang disebut titik jenuh sensor.

 

 

Etung miturut rumus ing ngisor iki

 

 

I2max=V+-VCES/RN2+RM

 

 

Where: V + - sumber daya positif (V).

 

 

Vces - Tegangan Saturasi Kolektor saka tabung daya, (V) umume 0.5V.

 

 

RN2 - resistensi internal DC saka kumparan sekunder (Ω), deleng tabel 1-2 kanggo rincian.

 

 

RM - ukuran resistance (Ω).

 

 

Bisa dideleng saka petungan yen titik jenuh diganti karo owah-owahan resistensi sing diukur RM.Nalika resistance diukur RM ditemtokake, ana titik jenuh tartamtu.Hitung * arus gedhe sing diukur i1max miturut rumus ing ngisor iki: i1max = i1/i2 · i2max

 

 

Nalika ngukur AC utawa pulsa, nalika RM ditemtokake, ngetung * gedhe diukur saiki i1max.Yen nilai i1max luwih murah tinimbang nilai puncak arus AC utawa luwih murah tinimbang amplitudo pulsa, bakal nyebabake clipping gelombang output utawa watesan amplitudo.Ing kasus iki, milih RM cilik kanggo ngatasi.

 

 

8. Tuladha pitungan:

 

 

Tuladha 1

 

 

Njupuk sensor saiki lt100-p minangka conto:

 

 

(1) Pangukuran dibutuhake

 

 

Rated saiki: DC

 

 

* Arus dhuwur: DC (wektu kakehan ≤ 1 menit / jam)

 

 

(2) Goleki meja lan ngerti

 

 

Tegangan kerja: tegangan stabil ± 15V, resistansi internal kumparan 20 Ω (deleng tabel 1-2 kanggo rincian)

 

 

Arus output: (nilai nilai)

 

 

(3) Tegangan sampling sing dibutuhake: 5V

 

 

Etung apa saiki sing diukur lan voltase sampling cocok

 

 

RM=U0/I2=5/0.1=50(Ω)

 

 

I2max=V+-VCES/RN2+RM=15-0.5/20+50=0.207(A)

 

 

I1maks=I1/I2·I2maks=100/0.1 × 0.207=207(A)

 

 

Saking asil petungan ing nginggil dipunmangertosi bilih syarat (1) saha (3) sampun kasembadan.

 

 

9. Katrangan lan conto sensor voltase kompensasi magnetik

 

 

Sensor voltase Lv50-p nduweni resistensi listrik primer lan sekunder ≥ 4000vrms (50hz.1min), sing digunakake kanggo ngukur voltase DC, AC lan pulsa.Nalika ngukur voltase, miturut rating voltase, resistor watesan saiki disambungake kanthi seri ing sisih utama + terminal HT, yaiku, voltase sing diukur entuk arus sisih utama liwat resistor.

 

 

U1 / r1 = I1, R1 = u1 / 10ma (K Ω), daya resistance kudu 2 ~ 4 kaping luwih gedhe tinimbang nilai sing diwilang, lan akurasi resistance kudu ≤± 0,5%.Resistor daya tatu kawat presisi R1 bisa dipesen dening pabrikan.

 

 

10. Cara wiring sensor saiki

 

 

(1) Diagram kabel saka inspeksi langsung (ora amplifikasi) sensor saiki ditampilake ing Figure 1-7.

 

 

(a) Gambar nuduhake p-jinis (jinis pin Papan dicithak) sambungan, (b) tokoh nuduhake C-jinis (jinis plug soket) sambungan, vn VN nggantosi Hall voltase output.

 

 

(2) Diagram wiring saka inspeksi langsung sensor saiki amplified ditampilake ing Figure 1-8.

 

 

(a) Angka punika sambungan p-jinis, (b) angka punika sambungan C-jinis, kang U0 nggantosi voltase output lan RL nggantosi resistance mbukak.

 

 

(3) Diagram wiring sensor saiki ganti rugi Magnetik ditampilake ing Figure 1-9.

 

 

(a) Gambar nuduhake sambungan p-jinis, (b) tokoh nuduhake sambungan C-jinis (cathetan yen pin katelu saka papat soket pin minangka pin kosong)

 

 

Cara sambungan pin Papan dicithak saka telung sensor ing ndhuwur iku konsisten karo cara noto obyek nyata, lan cara sambungan plug soket uga konsisten karo cara noto obyek nyata, supaya minangka kanggo supaya kasalahan wiring.

 

 

Ing diagram kabel ing ndhuwur, arus I1 sing diukur saka sirkuit utama nduweni panah ing bolongan kanggo nuduhake arah positif arus, lan arah positif arus uga ditandhani ing cangkang fisik.Iki amarga sensor saiki stipulates sing arah positif saka diukur saiki I1 saka polaritas padha karo output saiki I2.Iki penting ing telung fase AC utawa multi-saluran deteksi DC.

 

 

11. Makarya sumber daya saka saiki lan voltase sensor

 

 

Sensor saiki minangka modul aktif, kayata piranti balai, amplifier operasional lan tabung daya pungkasan, sing kabeh butuh sumber daya lan konsumsi daya.Gambar 1-10 minangka diagram skematik praktis saka sumber daya kerja sing khas.

 

 

(1) Terminal lemah output disambungake menyang elektrolisis gedhe kanggo nyuda gangguan.

 

 

(2) Kapasitansi bit UF, dioda 1N4004.

 

 

(3) Trafo gumantung ing konsumsi daya saka sensor.

 

 

(4) Arus kerja sensor.

 

 

Inspeksi langsung (ora amplifikasi) konsumsi daya: * 5mA;Konsumsi daya amplifikasi deteksi langsung: * gedhe ± 20mA;Konsumsi daya kompensasi magnetik: 20 + arus output* Konsumsi gedhe saka arus kerja 20 + kaping pindho arus output.Konsumsi daya bisa diwilang miturut arus kerja sing dikonsumsi.

 

 

12. Pancegahan kanggo nggunakake sensor saiki lan voltase

 

 

(1) Sensor saiki kudu milih produk kanthi spesifikasi sing beda-beda miturut nilai efektif arus sing diukur.Yen saiki diukur ngluwihi watesan kanggo dangu, iku bakal ngrusak kutub mburi power amplifier tabung (refering menyang jinis ganti rugi Magnetik).Umumé, durasi kaping pindho arus kakehan ora ngluwihi 1 menit.

 

 

(2) Sensor voltase kudu disambungake karo resistor pembatas saiki R1 ing seri ing sisih utami miturut instruksi produk, supaya sisih utami bisa njaluk saiki dirating.Umumé, durasi overvoltage kaping pindho ora ngluwihi 1 menit.

 

 

(3) Akurasi apik saka sensor saiki lan voltase dipikolehi ing kondisi rating sisih utami, saéngga nalika arus sing diukur luwih dhuwur tinimbang nilai sensor saiki, sensor gedhe sing cocog kudu dipilih;Nalika voltase sing diukur luwih dhuwur tinimbang nilai sensor voltase, resistensi watesan saiki kudu diatur maneh.Nalika arus sing diukur kurang saka 1/2 saka nilai sing dirating, kanggo entuk akurasi sing apik, metode pirang-pirang giliran bisa digunakake.

 

 

(4) Sensor kanthi insulasi 3KV lan voltase tahan bisa normal ing sistem AC 1kV lan ngisor lan sistem DC 1.5kV lan ngisor nganti suwe.Sensor 6kV bisa digunakake kanthi normal ing sistem AC 2KV lan ngisor lan sistem DC 2.5KV lan ngisor nganti suwe.Ati-ati supaya ora digunakake ing overpressure.

 

 

(5) Nalika digunakake ing piranti mbutuhake ciri dinamis apik, * iku gampang nggunakake busbar aluminium tembaga siji lan pas karo aperture.Ngganti puteran cilik utawa luwih kanthi gedhe bakal mengaruhi karakteristik dinamis.

 

 

(6) Nalika digunakake ing sistem DC saiki dhuwur, yen sumber daya apa mbukak sirkuit utawa rusak sakperangan alesan, inti wesi bakal gawé remanence gedhe, kang pantes manungsa waé.Remanence mengaruhi akurasi.Cara demagnetisasi yaiku nguripake AC ing sisih utama tanpa nambahake sumber daya sing bisa digunakake lan nyuda regane.

 

 

(7) Kemampuan medan magnet anti eksternal saka sensor yaiku: saiki 5 ~ 10cm adoh saka sensor, sing luwih saka kaping pindho nilai saiki saka sisih asli sensor, lan gangguan medan magnet sing diasilake bisa dilawan.Nalika kabel telung fase dhuwur saiki, jarak antarane fase kudu luwih saka 5 ~ 10cm.

 

 

(8) Supaya sensor bisa digunakake ing negara pangukuran apik, sumber daya diatur khas prasaja ngenalaken ing Figure 1-10 kudu digunakake.

 

 

(9) Titik jenuh Magnetik lan titik jenuh sirkuit sensor kasebut nduweni kapasitas kakehan sing kuat, nanging kapasitas kakehan wektu diwatesi.Nalika nguji kapasitas kakehan, arus kakehan luwih saka 2 kali ora ngluwihi 1 menit.

 

 

(10) Suhu bus saiki utami ngirim ora ngluwihi 85 ℃, kang ditemtokake dening karakteristik plastik engineering ABS.Pangguna duwe syarat khusus lan bisa milih plastik suhu dhuwur minangka cangkang.

 

 

13. Kaluwihan saka sensor saiki digunakake

 

 

(1) Deteksi non-kontak.Ing rekonstruksi peralatan sing diimpor lan transformasi teknis peralatan lawas, nuduhake kaunggulan pangukuran non-kontak;Nilai saiki bisa diukur tanpa owah-owahan ing kabel listrik saka peralatan asli.

 

 

(2) Kerugian nggunakake shunt yaiku ora bisa diisolasi kanthi listrik, lan uga ana kerugian sisipan.Sing luwih gedhe saiki, sing luwih gedhe mundhut, lan luwih gedhe volume.Wong uga nemokake manawa shunt duwe induktansi sing ora bisa dihindari nalika ndeteksi frekuensi dhuwur lan saiki sing dhuwur, lan ora bisa ngirim gelombang gelombang sing diukur, apamaneh jinis gelombang non sinus.Sensor saiki rampung ngilangi cacat ing ndhuwur shunt, lan akurasi lan nilai voltase output bisa padha karo shunt, kayata tingkat akurasi 0.5, 1.0, tingkat voltase output 50, 75mV lan 100mV.

 

 

(3) Iku trep banget kanggo nggunakake.Njupuk sensor saiki lt100-c, sambungake meter analog 100mA utawa multimeter digital ing seri ing mburi M lan mburi nul saka sumber daya, sambungake sumber daya digunakake, lan sijine sensor ing sirkuit kabel, supaya saiki Nilai sirkuit utama 0 ~ 100A bisa ditampilake kanthi akurat.

 

 

(4) Sanajan trafo saiki lan voltase tradisional duwe akeh tingkat saiki lan voltase sing bisa digunakake lan nduweni akurasi dhuwur ing frekuensi kerja sinusoidal sing ditemtokake, bisa adaptasi karo pita frekuensi sing sempit lan ora bisa ngirim DC.Kajaba iku, ana arus sing nyenengake sajrone operasi, mula iki minangka piranti induktif, saengga wektu nanggepi mung bisa puluhan milidetik.Kaya sing kita ngerteni, yen sisih sekunder trafo saiki mbukak sirkuit, bakal ngasilake bebaya voltase dhuwur.Nalika nggunakake deteksi mikrokomputer, akuisisi sinyal multi-saluran dibutuhake.Wong golek cara kanggo ngisolasi lan ngumpulake sinyal


Wektu kirim: Jul-06-2022