Basisprinsipe en tapassing metoade fan Hall hjoeddeistige en spanning sensor en stjoerder

1. Hall apparaat

 

 

Hall apparaat is in soarte fan magnetoelectric converter makke fan semiconductor materialen.As de kontrôle hjoeddeistige IC is ferbûn mei de ynfier ein, doe't in magnetysk fjild B giet troch de magnetyske sensing oerflak fan it apparaat, ferskynt Hall potinsjele VH oan de útfier ein.Lykas werjûn yn figuer 1-1.

 

 

De grutte fan Hall potinsjeel VH is evenredich mei it produkt fan kontrôle hjoeddeistige IC en magnetyske flux tichtens B, dat is, VH = khicbsin Θ

 

 

De Hall hjoeddeistige sensor wurdt makke neffens it prinsipe fan 'e wet fan Ampere, dat is, in magnetysk fjild proporsjoneel oan' e stroom wurdt generearre om 'e hjoeddeistige draachende dirigint, en it hallapparaat wurdt brûkt om dit magnetysk fjild te mjitten.Dêrom is de net-kontakt mjitting fan stroom mooglik.

 

 

Yndirekt mjit de stroom fan hjoeddeistige draachende dirigint troch it mjitten fan it Hall-potinsjeel.Dêrom hat de hjoeddeistige sensor in elektryske magnetyske elektryske isolaasjekonverzje ûndergien.

 

 

2. Hall DC detection prinsipe

 

 

Lykas werjûn yn figuer 1-2.Om't it magnetyske circuit in goede lineêre relaasje hat mei de útfier fan it hallapparaat, kin it spanningsinjaal U0 útfier troch it hallapparaat yndirekt de grutte fan 'e mjitten stroom I1 reflektearje, dat is I1 ∝ B1 ∝ U0

 

 

Wy kalibrearje U0 om gelyk te wêzen oan 50mV of 100mV as de mjitten stroom I1 de nominearre wearde is.Dit makket hall direkte detection (gjin amplification) hjoeddeistige sensor.

 

 

3. Hall magnetyske kompensaasje prinsipe

 

 

It primêre haadcircuit hat in mjitten stroom I1, dy't magnetyske flux Φ 1 sil generearje. Magnetyske flux generearre troch stroom I2 trochjûn troch sekundêre kompensaasjespoel Φ 2 behâlde magnetyske lykwicht nei kompensaasje, en it halapparaat is altyd yn 'e rol fan it opspoaren fan nul magnetyske flux.Sa hjit it Hall magnetyske kompensaasje hjoeddeistige sensor.Dizze avansearre prinsipemodus is superieur oan 'e modus foar direkte deteksjeprinsipe.De treflike foardielen binne rappe reaksjetiid en hege mjittingsnauwkeurigens, dy't foaral geskikt is foar it opspoaren fan swakke en lytse stroom.It prinsipe fan Hall magnetyske kompensaasje wurdt werjûn yn figuer 1-3.

 

 

Figuer 1-3 lit sjen: Φ 1= Φ twa

 

 

I1N1 = I2N2

 

 

I2=NI/N2·I1

 

 

As de kompensaasjestrom I2 troch de mjitferset RM streamt, wurdt it omsetten yn spanning oan beide úteinen fan RM.As sensor, mjit de spanning U0, dat is U0 = i2rm

 

 

Neffens it prinsipe fan Hall magnetyske kompensaasje wurdt in aktuele sensor makke mei rated ynfier fan oant searje spesifikaasjes.

 

 

Om't de magnetyske kompensaasjestroomsensor mei tûzenen bochten fan kompensaasjespoel op 'e magnetyske ring wûn wurde moat, nimt de kosten ta;Twads nimt it wurkstroomferbrûk ek navenant ta;It hat lykwols de foardielen fan hegere krektens en rappe reaksje dan direkte ynspeksje.

 

 

4. Magnetic kompensaasje voltage sensor

 

 

Om de lytse stroom fan Ma-nivo te mjitten, neffens Φ 1 = i1n1, kin it fergrutsjen fan it oantal bochten fan N1 ek hege magnetyske flux krije Φ 1。 De lytse stroomsensor makke troch dizze metoade kin net allinich Ma-nivo-stroom mjitte, mar ek spanning.

 

 

Oars as de aktuele sensor, by it mjitten fan spanning, wurdt de multi-draaiwinding oan 'e primêre kant fan' e spanningssensor yn searje ferbûn mei in stroombeheinende wjerstân R1, en dan parallel oan 'e mjitten spanning U1 ferbûn om de hjoeddeistige I1 proporsjoneel te krijen de mjitten spanning U1, lykas werjûn yn figuer 1-4.

 

 

It prinsipe fan 'e sekundêre kant is itselde as dat fan' e hjoeddeistige sensor.As de kompensaasjestroom I2 troch de mjitferset RM streamt, wurdt it oan beide einen fan RM omsetten yn spanning as de mjitspanning U0 fan de sensor, dat is U0 = i2rm

 

 

5. Utfier fan aktuele sensor

 

 

De hjoeddeistige sensor foar direkte deteksje (net fersterking) hat in útfierspanning mei hege impedânsje.Yn tapassing moat de loadimpedânsje grutter wêze as 10k Ω.Gewoanlik wurdt syn ± 50mV of ± 100mV ophongen útfierspanning fersterke nei ± 4V of ± 5V mei in differinsjaal ynput proporsjonele fersterker.figuer 5-1 lit twa praktyske circuits foar referinsje.

 

 

(a) De figuer kin foldwaan oan de algemiene krektens easken;(b) De grafyk hat goede prestaasjes en is geskikt foar gelegenheden mei hege krektens easken.

 

 

De fersterke hjoeddeistige sensor foar direkte deteksje hat in útfierspanning mei hege impedânsje.Yn tapassing moat de loadimpedânsje grutter wêze as 2K Ω.

 

 

Magnetyske kompensaasjestrom, spanning magnetyske kompensaasjestroom en spanningssensors binne hjoeddeistige útfiertype.It kin sjoen wurde út figuer 1-3 dat de "m" ein is ferbûn mei de macht oanbod "O"

 

 

De terminal is it paad fan hjoeddeistige I2.Dêrom is it sinjaalútfier fan it "m" ein fan 'e sensor in aktueel sinjaal.It hjoeddeistige sinjaal kin op ôfstân yn in bepaald berik wurde oerbrocht en de krektens kin wurde garandearre.Yn gebrûk hoecht de mjitferset RM allinich te wurde ûntworpen op 'e sekundêre ynstrumintynput of terminalkontrôlepanielynterface.

 

 

Om mjittingen mei hege presyzje te garandearjen, moat omtinken jûn wurde oan: ① de krektens fan mjitferset wurdt algemien selektearre as metaalfilmresistinsje, mei in krektens fan ≤± 0,5%.Sjoch tabel 1-1 foar details.② de circuit input impedance fan sekundêre ynstrumint of terminal control board moat wêze mear as 100 kear grutter as de mjitting ferset.

 

 

6. Berekkening fan sampling spanning en mjitten ferset

 

 

Ut de foarige formule

 

 

U0= I2RM

 

 

RM=U0/I2

 

 

Wêr: U0 - mjitten spanning, ek bekend as samplingspanning (V).

 

 

I2 - sekundêre coil kompensaasjestrom (a).

 

 

RM - mjitte wjerstân (Ω).

 

 

By it berekkenjen fan I2 kin de útfierstroom (beoardiele effektive wearde) I2 oerienkomme mei de mjitten stroom (beoardiele effektive wearde) I1 wurde fûn út 'e technyske parametertabel fan' e magnetyske kompensaasjestromsensor.As I2 wurdt omboud ta U0 = 5V, sjoch tabel 1-1 foar RM seleksje.

 

 

7. Berekkening fan sêding punt en * grutte mjitten hjoeddeistige

 

 

It kin sjoen wurde út figuer 1-3 dat it circuit fan útfierstrom I2 is: v+ → Collector Emitter fan finale macht fersterker → N2 → RM → 0. De lykweardige wjerstân fan it circuit wurdt werjûn yn figuer 1-6.(it circuit fan v- ~ 0 is itselde, en de stroom is tsjinoersteld)

 

 

As de útfierstroom i2 * grut is, sil de aktuele wearde net mear tanimme mei de ferheging fan I1, wat it sêdingspunt fan 'e sensor neamd wurdt.

 

 

Berekkenje neffens de folgjende formule

 

 

I2max=V+-VCES/RN2+RM

 

 

Wêr: V + - positive voeding (V).

 

 

Vces - Collector Saturation Voltage fan macht tube, (V) is oer it algemien 0,5V.

 

 

RN2 - DC ynterne wjerstân fan sekundêre coil (Ω), sjoch tabel 1-2 foar details.

 

 

RM - mjitte wjerstân (Ω).

 

 

It kin sjoen wurde út de berekkening dat it sêdingspunt feroaret mei de feroaring fan 'e mjitten wjerstân RM.As de mjitten wjerstân RM wurdt bepaald, is d'r in definityf sêdingspunt.Berekkenje * grutte mjitten stroom i1max neffens de folgjende formule: i1max = i1/i2 · i2max

 

 

By it mjitten fan AC of puls, as RM wurdt bepaald, berekkenje * grutte mjitten stroom i1max.As i1max-wearde leger is as de pykwearde fan AC-aktuele of leger as de pulsamplitude, sil it útfiergolffoarmknipjen of amplitudebeheining feroarsaakje.Kies yn dit gefal in lytsere RM om op te lossen.

 

 

8. Berekkeningsfoarbyld:

 

 

Foarbyld 1

 

 

Nim de hjoeddeistige sensor lt100-p as foarbyld:

 

 

(1) Mjitting fereaske

 

 

Nominearre stroom: DC

 

 

* Hege stroom: DC (overload tiid ≤ 1 minút / oere)

 

 

(2) Sjoch de tabel op en wit

 

 

Wurkspanning: stabilisearre spanning ± 15V, ynterne wjerstân fan spoel 20 Ω (sjoch tabel 1-2 foar details)

 

 

Utfierstroom: (nominale wearde)

 

 

(3) Required sampling voltage: 5V

 

 

Berekkenje oft de mjitten stroom en sampling spanning passend binne

 

 

RM=U0/I2=5/0.1=50(Ω)

 

 

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

 

 

I1max=I1/I2·I2max=100/0.1 × 0.207=207(A)

 

 

Ut boppesteande berekkeningsresultaten is bekend dat foldien wurdt oan de easken fan (1) en (3).

 

 

9. Beskriuwing en foarbyld fan magnetyske kompensaasje voltage sensor

 

 

Lv50-p spanning sensor hat de primêre en sekundêre elektryske wjerstân ≥ 4000vrms (50hz.1min), dat wurdt brûkt om te mjitten DC, AC en puls voltages.By it mjitten fan 'e spanning, neffens de spanningswurdearring, wurdt in stroombeheinende wjerstân yn searje ferbûn oan' e primêre kant + HT-terminal, dat is, de mjitten spanning krijt de primêre sidestroom troch de wjerstân

 

 

U1 / r1 = I1, R1 = u1 / 10ma (K Ω), de krêft fan 'e wjerstân moat 2 ~ 4 kear grutter wêze as de berekkene wearde, en de krektens fan' e wjerstân moat ≤± 0,5% wêze.R1 precision wire wond macht wjerstân kin besteld wurde troch de fabrikant.

 

 

10. Wiring metoade fan aktuele sensor

 

 

(1) De wiring diagram fan direkte ynspeksje (gjin amplification) hjoeddeistige sensor wurdt werjûn yn figuer 1-7.

 

 

(in) De figuer toant p-type (printe board pin type) ferbining, (b) de figuer toant C-type (socket plug type) ferbining, vn VN fertsjintwurdiget Hall útfier voltage.

 

 

(2) De wiring diagram fan direkte ynspeksje fersterke hjoeddeistige sensor wurdt werjûn yn figuer 1-8.

 

 

(a) De figuer is p-type ferbining, (b) de figuer is C-type ferbining, dêr't U0 stiet foar de útfier spanning en RL stiet foar de lading ferset.

 

 

(3) De wiring diagram fan magnetyske kompensaasje hjoeddeistige sensor wurdt werjûn yn figuer 1-9.

 

 

(a) De figuer toant p-type ferbining, (b) de figuer toant C-type ferbining (tink derom dat de tredde pin fan 'e fjouwer pin socket in lege pin is)

 

 

De printe board pin ferbining metoade fan de boppesteande trije sensoren is yn oerienstimming mei de arranzjemint metoade fan it echte objekt, en de socket plug ferbining metoade is ek yn oerienstimming mei de arranzjemint metoade fan it echte objekt, om te kommen wiring flaters.

 

 

Op it boppesteande wiringdiagram hat de mjitten stroom I1 fan 'e haadkring in pylk yn' e gat om de positive rjochting fan 'e stroom te sjen, en de positive rjochting fan' e hjoeddeistige is ek markearre op 'e fysike shell.Dit komt om't de stroomsensor bepaalt dat de positive rjochting fan 'e mjitten stroom I1 fan deselde polariteit is as de útfierstroom I2.Dit is wichtich yn trije-fase AC of multi-kanaal DC detection.

 

 

11. Working macht oanbod fan aktuele en spanning sensor

 

 

De hjoeddeiske sensor is in aktive module, lykas hall-apparaten, operasjonele fersterkers en lêste macht buizen, dy't allegearre nedich wurkje macht oanbod en macht konsumpsje.figuer 1-10 is in praktyske skematyske diagram fan in typyske wurkjende macht oanbod.

 

 

(1) De útfier grûn terminal is sintraal ferbûn mei de grutte electrolysis foar lûd reduksje.

 

 

(2) Capacitance bit UF, diode 1N4004.

 

 

(3) De transformator hinget ôf fan it enerzjyferbrûk fan 'e sensor.

 

 

(4) De wurkstroom fan 'e sensor.

 

 

Direkte ynspeksje (gjin amplification) macht konsumpsje: * 5mA;Direkte detection amplification macht konsumpsje: * grut ± 20mA;Magnetyske kompensaasje enerzjyferbrûk: 20 + útfierstrom * Grutte konsumpsje fan wurkstroom 20 + twa kear de útfierstroom.It enerzjyferbrûk kin wurde berekkene neffens de konsumearre wurkstroom.

 

 

12. Foarsoarchsmaatregels foar it brûken fan strom- en spanning sensoren

 

 

(1) De hjoeddeistige sensor moat produkten fan ferskate spesifikaasjes goed selektearje neffens de rated effektive wearde fan 'e mjitten stroom.As de mjitten stroom grutter is as de limyt foar in lange tiid, sil it de einpoal-fersterkerbuis beskeadigje (ferwizend nei it magnetyske kompensaasjetype).Yn 't algemien sil de doer fan twa kear de oerlaststream net mear as 1 minút wêze.

 

 

(2) De spanningssensor moat ferbûn wurde mei in stroombeheinende wjerstân R1 yn searje op 'e primêre kant neffens de produktynstruksjes, sadat de primêre kant de nominearre stroom kin krije.Yn it algemien, de doer fan dûbele overvoltage sil net mear as 1 minút.

 

 

(3) De goede krektens fan 'e aktuele en spanningssensor wurdt krigen ûnder de betingst fan' e primêre sidewurdearring, dus as de mjitten stroom heger is as de ratedwearde fan 'e hjoeddeistige sensor, moat de oerienkommende grutte sensor selektearre wurde;As de mjitten spanning heger is as de nominearre wearde fan 'e spanningssensor, moat de hjoeddeistige beheinende wjerstân opnij oanpast wurde.As de mjitten stroom minder is dan 1/2 fan 'e nominearre wearde, om goede krektens te krijen, kin de metoade fan meardere bochten brûkt wurde.

 

 

(4) Sensors mei 3KV isolaasje en wjerstean spanning kinne wurkje normaal yn AC systemen fan 1kV en ûnder en DC systemen fan 1.5kV en ûnder foar in lange tiid.6kV-sensors kinne normaal wurkje yn AC-systemen fan 2KV en ûnder en DC-systemen fan 2.5KV en ûnder foar in lange tiid.Wês foarsichtich om se net te brûken ûnder overdruk.

 

 

(5) Wannear't brûkt wurdt op apparaten dy't goede dynamyske skaaimerken fereaskje, * it is maklik om in inkele koperen aluminium busbar te brûken en gearfalle mei de diafragma.It ferfangen fan lytse of mear bochten mei grutte sil ynfloed hawwe op de dynamyske skaaimerken.

 

 

(6) Wannear't brûkt wurdt yn hege aktuele DC-systeem, as de wurkjende voeding iepen sirkwy of defekt is foar ien of oare reden, sil de izeren kearn grutte remaninsje produsearje, wat omtinken is wurdich.Remanence beynfloedet krektens.De metoade fan demagnetisaasje is om in AC oan 'e primêre kant yn te skeakeljen sûnder in wurkjende stroomfoarsjenning ta te foegjen en de wearde stadichoan te ferminderjen.

 

 

(7) De anty-eksterne magnetyske fjildfeardigens fan 'e sensor is: in stroom 5 ~ 10cm fuort fan' e sensor, dat is mear as twa kear de aktuele wearde fan 'e orizjinele kant fan' e sensor, en de generearre magnetyske fjild ynterferinsje kin wjerstean wurde.By wiring trije-faze hege stroom, de ôfstân tusken fazen moat wêze grutter as 5 ~ 10cm.

 

 

(8) Om de sensor te wurkjen yn in goede mjittastân, moat in ienfâldige typyske regele voeding ynfierd yn figuer 1-10 wurde brûkt.

 

 

(9) It magnetyske sêdingspunt en sirkwy sêdingspunt fan 'e sensor meitsje it in sterke overloadkapasiteit, mar de overloadkapasiteit is tiid beheind.By it testen fan de overloadkapasiteit sil de overloadstream fan mear dan 2 kear net mear as 1 minút wêze.

 

 

(10) De temperatuer fan 'e primêre hjoeddeistige bus moat net mear wêze as 85 ℃, dat wurdt bepaald troch de skaaimerken fan ABS-technykplestik.Brûkers hawwe spesjale easken en kinne kieze hege-temperatuer plestik as de shell.

 

 

13. Foardielen fan hjoeddeistige sensor yn gebrûk

 

 

(1) Net-kontaktdeteksje.Yn 'e rekonstruksje fan ymporteare apparatuer en de technyske transformaasje fan âlde apparatuer toant it de superioriteit fan net-kontaktmjitting;De hjoeddeistige wearde kin wurde mjitten sûnder feroaring yn 'e elektryske bedrading fan' e orizjinele apparatuer.

 

 

(2) It neidiel fan it brûken fan de shunt is dat it kin net elektrysk isolearre, en der is ek ynfoege ferlies.Hoe grutter de stroom is, hoe grutter it ferlies is, en hoe grutter it folume is.Minsken fûnen ek dat de shunt ûnûntkombere induktânsje hat by it opspoaren fan hege frekwinsje en hege stroom, en it kin de mjitten hjoeddeistige golffoarm net wirklik oerdrage, lit stean fan net-sinuswelletype.De hjoeddeistige sensor elimineert de boppesteande neidielen fan 'e shunt folslein, en de krektens en útfierspanningswearde kin itselde wêze as dy fan' e shunt, lykas krektensnivo 0.5, 1.0, útfierspanningsnivo 50, 75mV en 100mV.

 

 

(3) It is heul handich om te brûken.Nim in lt100-c hjoeddeistige sensor, ferbine in 100mA analoge meter as digitale multimeter yn searje oan 'e M-ein en it nul-ein fan' e stroomfoarsjenning, ferbine de wurkjende stroomfoarsjenning, en set de sensor op 'e draadkring, sadat de hjoeddeistige wearde fan it haadcircuit 0 ~ 100A kin sekuer werjûn wurde.

 

 

(4) Hoewol de tradisjonele stroom- en spanningstransformator in protte wurkstream- en spanningsnivo's hat en hege krektens hat ûnder de oantsjutte sinusoïdale wurkfrekwinsje, kin it oanpasse oan in heul smelle frekwinsjeband en kin net DC oerdrage.Dêrnjonken is d'r spannende stroom yn 'e operaasje, dus dit is in induktyf apparaat, sadat syn reaksjetiid mar tsientallen millisekonden kin wêze.Lykas wy allegear witte, sil ienris de sekundêre kant fan 'e hjoeddeistige transformator in iepen circuit is, sil it gefaren foar hege spanning produsearje.By it brûken fan mikrokomputerdeteksje is multi-kanaal sinjaalwinning nedich.Minsken sykje in manier om sinjalen te isolearjen en te sammeljen


Post tiid: Jul-06-2022