詳細(xì)介紹
年中大促美國(guó)美特斯MTS霍爾傳感器,美國(guó)美特斯MTS公司成立于1966年,在美國(guó)NASDAQ獨(dú)立上市,其總部位于美國(guó)明尼蘇達(dá)州,是蕞大的高性能和高精度力學(xué)性能測(cè)試、模擬系統(tǒng)和位移傳感器的制造商。MTS霍爾電流傳感器基于磁平衡式霍爾原理,根據(jù)霍爾效應(yīng)原理,從霍爾元件的控制電流端通入電流Ic,并在霍爾 元件平面的法線(xiàn)方向上施加磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的磁場(chǎng),那么在垂直于電流和磁場(chǎng)方向(即霍爾輸出端 之間),將產(chǎn)生一個(gè)電勢(shì)VH,稱(chēng) 其為霍爾電勢(shì),其大小正比于控 制電流I。與磁感應(yīng)強(qiáng)度B的乘積。 即有式中:K為霍爾系數(shù),由霍爾元件的材料決定;I。為控制電流;B為磁感應(yīng)強(qiáng)度; VH為霍爾電勢(shì)。
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。如果在輸入端通入控制電流IC,當(dāng)有一磁場(chǎng)B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=KHICBsinΘ,霍爾電流傳感器是按照霍爾效應(yīng)原理制成,對(duì)安培定律加以應(yīng)用,即在載流導(dǎo)體周?chē)a(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)。
MTS霍爾電流傳感器要想得到發(fā)展。首先就要提高靈敏度、惡劣條件下的穩(wěn)定性、降低工作電壓、微功耗;其次是敏感元件及其處理電路集成化、小型化;第三必須做到功能多樣化,同一種敏感機(jī)理的敏感器,引用和融合了電子技術(shù)其他分支的相關(guān)成熟技術(shù),可形成新功能或復(fù)合功能的新型品種;后要便于組網(wǎng),傳感器捕獲的信息便于與其上層、下層機(jī)接口和有線(xiàn)或無(wú)線(xiàn)傳輸,以利執(zhí)行、保存、處理。
輸出
直接檢測(cè)式(無(wú)放大)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。 (a) 圖可滿(mǎn)足一般精度要求;(b)圖性能較好,適用于精度要求高的場(chǎng)合。
直檢放大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2KΩ。
磁補(bǔ)償式電流、電壓磁補(bǔ)償式電流、電壓傳感器均為電流輸出型。從圖1-3看出“M”端對(duì)電源“O”
端為電流I2的通路。因此,傳感器從“M”端輸出的信號(hào)為電流信號(hào)。電流信號(hào)可以在一定范圍遠(yuǎn)傳,并能保證精度,使用中,測(cè)量電阻RM只需設(shè)計(jì)在二次儀表輸入或終端控制板接口上。
為了保證高精度測(cè)量要注意:①測(cè)量電阻的精度選擇,一般選金屬膜電阻,精度≤±0.5%,詳見(jiàn)表1-1,②二次儀表或終端控制板電路輸入阻抗應(yīng)大于測(cè)量電阻100倍以上。
工作過(guò)程
開(kāi)環(huán)的霍爾電流傳感器采用的是霍爾直放式原理,閉環(huán)的霍爾電流傳感器采用的是磁平衡原理。所以閉環(huán)的在響應(yīng)時(shí)間跟精度上要比開(kāi)環(huán)的好很多。開(kāi)環(huán)和閉環(huán)都可以監(jiān)測(cè)交流電,一般開(kāi)環(huán)的適用于大電流監(jiān)測(cè),閉環(huán)適用于小電流監(jiān)測(cè)。
開(kāi)環(huán)式霍爾傳感器的工作過(guò)程:
原邊電流(Ip)通過(guò)一根導(dǎo)線(xiàn)時(shí),在導(dǎo)線(xiàn)四周將會(huì)產(chǎn)生一個(gè)磁場(chǎng),這一磁場(chǎng)的大小與流過(guò)導(dǎo)線(xiàn)的電流成正比,它能通過(guò)磁芯聚集感應(yīng)到霍爾器件上并使其有一信號(hào)輸出。這一信號(hào)經(jīng)信號(hào)放大器放大后直接輸出,霍爾器件輸出的信號(hào)準(zhǔn)確反映了原邊電流的輸出情況。
優(yōu)點(diǎn):封裝尺寸小 ,測(cè)量范圍廣 ,重量輕,低電源損耗,無(wú)插損
閉環(huán)霍爾電流傳感器的工作過(guò)程:
當(dāng)原邊電流IP產(chǎn)生的磁通通過(guò)磁芯集中在磁路中,霍爾器件固定在氣隙中檢測(cè)磁通,通過(guò)繞在磁芯上的多匝線(xiàn)圈輸出反向的補(bǔ)償電流,用于抵消原邊電流(IP)產(chǎn)生的磁通,使得磁路中磁通始終保持為零?;魻柶骷洼o助電路產(chǎn)生的副邊補(bǔ)償電流準(zhǔn)確反映了原邊電流的大小。經(jīng)過(guò)特殊電路的處理,傳感器的輸出端能夠輸出精確反映原邊電流的電流變化,年中大促美國(guó)美特斯MTS霍爾傳感器。