电流检测中新型霍尔传感器的应用

【摘

要】电流是电气工程测量中最为常用的测量方法，主要分为直接测量和间接测量。其中直接类型是使用分流器进行测量，非直接类型是采用霍尔电流传感器或直流电流互感器进行测量。对比两者可以发现，霍尔电流传感器的精度、线性度的优点比较突出，所以它是电流检测中研究的重点方向。本文重点分析了霍尔传感器在电流检测中的应用。【关键词】电流检测；霍尔传感器；霍尔效应【中图分类号】TP212

【文献标识码】A

【文章编号】2095-2066（2017）35-0077-02

引言论基础遥如果把通有弱电流的半导体薄层放到磁场里时袁半导随着光伏发电风能电动车等技术的发展袁直流电的应用体中的载流子受洛伦兹力的作用而发生偏转遥霍尔传感器一领域变得越来越宽广袁其中的直流电流理所当然的成为了一般分为两种个重要的检测量袁霍尔电流传感器在整体整合分流器和直流渊1冤开环类霍型尔院淤电开流环传霍感器尔电遥流霍传尔感器传感器曰于测闭量是环霍针尔对传各感器种种遥

电流互感器的长处的同时袁也巧妙地规避了两者的缺点袁这是类的电流进行的尧归属于间接测量的测量方法袁测量的电流从一种先进的主电路的高级隔离电路回路和电子控制电路的电直流到几十千赫的交流电不等袁根据电流类型可以分为开环测量部件袁具有很高的精度和线性度良好尧响应迅速的优势袁型和闭环型两种类型遥通过对开环型霍尔电流传感器的分析袁并很快就被引入了霍尔电流传感器的制造中遥本文阐明了霍可以了解开环式电源传感器主要由磁芯尧霍尔元件和放大电尔电流传感器的工作原理和传感器类型遥主要讨论了新型霍路三大关键部分组成的核心部分袁其中在磁芯的气隙中放置尔了一个敞开的霍尔元件袁当电流流过原来的侧导体时袁它会在1传感器在电流检测中的使用遥

导体周围产生一个与电流大小成比例的电磁场袁磁场线由磁1.1霍尔电流传感器的类型和工作原理芯汇聚在气隙的地方袁霍尔元件输出与气隙中的磁感应强度霍霍尔尔电效流应

传感器是霍尔传感器众多类型中的一种袁其中成正比的电压信号袁继而由放大电路放大并输出这种输出信关键的霍尔系数是由元件材料的性质决定的袁通过实验可获号遥这种类型的传感器通常输出具有正负10V左右的电压信得遥这种传感器就是根据霍尔效应发明的一种电磁场传感器遥号遥为了增强传感器的电磁兼容性也可以将传感器电压信号图1是霍尔效应的原理图遥

转换成渊2电冤闭流环信霍号尔输电出流遥

传感器遥闭环霍尔电流传感器主要是包含磁芯尧霍尔元件以及放大电路和旁路补偿绕组等四部分袁这四部分在工作过程中袁接收霍尔元件的输出电流信号袁并提供给在磁芯中的次级侧补偿绕组的侧向补偿绕组袁然后在气隙中产生由原始电流产生的磁场袁而这个产生的磁场的强度大小和原有磁场相等袁方向和原有磁场相反袁并使得原有磁场消图1霍尔效应原理图

失袁形成偏移原始磁场的闭环控制电路遥

1.2如果在检测工作进行的时候袁侧电流太小而不能在测试霍霍尔传尔传感器感能器的够检类型测各和种工各样作原理

的电流袁从直流到高压交过程中产生磁场来抵消原来的磁场袁那么放大电路就需要根流袁它的理论基础主要是霍尔效应遥霍尔效应是霍尔器件的理

据情况输出更大的输出电流袁否则袁电流会因为根据情况而被

耗的部分袁相关人员可以制定合理的方法进行补偿袁这样能够分发挥配电变压器的作用袁进而提高配电变压器的使用率遥

3.4增强用工作人加强对户对电员线力还要损企业加的分的满强对相意线管理

度袁从而促进企业长远发展遥

损的分相管理袁充分发挥配电变压器的作用袁避免变压器受三相不平衡的影响袁确保电力系统[1]王雪袁牛海涛.配电变压器三相参考文献

正常运行遥开展线损分相管理的前提条件是确保三只单相电[J].负载不平衡对配网运行的[2]能表分开袁这就需要工作人员对用户用电情况进行有效统计袁的定期抄表袁确保用户用电的安全性遥工作人员对线损分相报表[3]研究闫电子志制[J].强作袁电雷袁2017测霞与袁仪何渊06表建冤院影响探究袁平92~94.

袁刘洋.三相不平衡对配电变压器损耗影响情况进行有效分析袁能够掌握三相线路电流平衡情况袁从而确施李超保变压器三相负荷平衡袁这样不但能够提高工作人员的工作[4]研究英[J].袁价李值宝工贤程袁王袁2011瑞2017琪袁.30配袁54渊电渊14变16冤院压器冤院43~49.

47~48.

三相不平衡技术分析与管理措世界彭效率4结袁还能语确保电力系统正常运行遥

[5]国黄袁小华.农村配电变压器三相负荷不平衡分析与解决措施[J].低碳高新伟2013技袁汪渊术志14企业鹏冤院.81~82.

袁配2012电变渊Z2压器冤院三相115~117.

负荷不平衡对线损的影响分析[J].中随着我国经济不断发展袁越来越重视电能的发展袁这就需要相关人员加强对三相不平衡的重视袁降低三相不平衡给配收稿日期：2017-8-28电变压器带来的损耗袁因此袁相关人员要加大对负载不平衡的作者简介：陈伟国渊1982-冤袁男袁工程师袁主要从事变压器设计尧管理力度袁加强对用户的管理力度袁确保用户用电规范性袁充

研发工作遥

77低碳技术降低袁来达到气隙出电磁场平衡的目的遥当原边电流产生变化时袁当前气隙中的磁场平衡被破坏袁气隙的平衡具有相应的负反馈回路控制电路袁二次侧输出电路的机械能可以调整磁场袁使磁场快速平衡袁根据理论来说袁磁芯的气隙始终处于检测过程中是为了保持零磁通状态袁这是零磁通量变压器和磁平衡霍尔效应渊3冤开传环感器型和名闭称环的型来的源差遥

异遥这两种类型的传感器的差别主要是在带宽的检测和检测的准确度方面袁闭环的检测宽度可达到100kHz袁但是开环的只有3kHz曰开环的精度也经常低于21%2.1直袁流不过闭环的精度就要高一些遥

经传过感电上器流述使检关用于开过测中环程中应霍尔传感器的使用式和闭注意环式的问两种传题

感器带宽和精度的比较袁能够明确地了解到闭环式传感器在直流电流检测中具有更为广阔的应用前景遥这种传感器在使用过程中需要注意的问题有院淤最好能够选取能充满孔径的材料作为电流传感器的穿心导体袁根据传感器孔径不同选择合适的铜排或铜棒等遥于在传感器的安装位置附近最好没有强磁场诸如变压器大电流导体等遥盂在电磁干扰较大的环境中袁选择第二次的输出信号作为当前的信号袁并且这种信号强度越大越好遥榆关注和精度有关的技术指标袁如零点输出误差尧基本误差尧线性度误差尧回差重复性误差等遥虞请注意袁操作环境温度变化是由霍尔元件造成的袁半导体材料的温度变化影响霍尔元件的内部电阻的原因袁因此袁设计温度补偿电路应设计在传感器设计中体2.2现传遥

在实感际器应用使中用袁时除提了高检安装实测精时校度的准外办请法

注意传感器的工作环境袁并可以考虑以下方式进一步提高检测精度院淤原边电线应放置在传感器的中心袁一定不要放错位置遥于原来的侧面导体应完全充满传感器孔袁绝度不允许有差距遥盂需要测量的电2.3流应传接感近器传未感器来的标的发展准等趋级势

袁误差不能相差很大遥

闭环霍尔电流传感器的应用过程的不充分现象袁研究人员进行了有针对性的改进研究袁已有相关的研究结果袁如杆式霍尔传感器尧智能闭环霍尔传感器等霍尔传感器遥其中激磁极霍尔传感器是附着在具有高渗透性和低可压缩性的芯片表面上的袁利用磁场的铁磁层来改善其性能并采用先进的数据技术袁来提高传感器的性能遥闭环霍尔电流传感器设定的分析系统具有可测量传感器的环境温度和电流循环传感器的输出信号的优点袁被采集从后台机器上传到自动校正系统中袁最终输出3更霍尔传准确的检感测结器在果遥

霍尔效应的离子电离流子检测电不流能直接检测检系统测到的中的应用袁在这种情况下袁必须通过收集器收集离子电流袁然后使用霍尔效应电流传感器测量采集器收集的数据遥它可以由一个导电性良好的铁板和一些绝缘的材料来测量袁通常使用分析数量区域中的电流遥霍尔电流传感器的感应线圈中装有电流导体遥在这种情况下袁利用霍尔传感器原理形成闭环以固定导体与形成的电流之间的比例电压袁使电压表将制造电子表中的电流的通过转换输出遥

使用霍尔效应电流传感器来测量直流电流的过程中需要考虑的电流必须经过等效导线的半径来进一步分析袁并且在这种情况下电流经过磁芯中心时测量数据更准确袁在电流通过磁芯中心的分析过程中袁我们将电子束作为导体表面密度均匀的粗线电流袁电线的厚度与芯线圈浓度有较大的关系遥通常情况下对于一定的电流来说袁产生的感应电磁场强度只和

78LOWCARBONWORLD2017/12磁芯的半径有一定的关系遥原则上袁霍尔效应电流传感器用于测试导线中的电流和离子束袁在这个过程中没有太多的区别袁但是在实际的测量中袁我们使用了不同直径的导线实现测试袁可以确定导体的半径和测试结果两者之间的关系遥假如霍尔效应的电流传感器是平面机构袁则该关系计算霍尔效应的电流和测量面积之间能够得到离子电流空间的结构特点袁然后通过离子电流和测试区域之间系统可以得到当前的空间分布特征和霍尔效应电流袁这样的实例一般用这种方法计算三维圆4柱结构袁并估计离子束中的粒子密度遥

4.1等离此静子体性质判别法种态判电别子方探法通针判别常是利法

用等离子体中的静电现象同步尧及时地诊断的来得到袁其中比较常见的是L型探针遥这种探针一般是由电荷通过其附近的静电场与等离子体的相互作用而产生电流并重新分析袁所得到的探针电流的再分析袁基于该过程的诊断子体的诊断方法很简单袁只能通过电线来完成袁实时诊断已经成为一个主流方法袁这是因为它是以非常简单的方式构建的袁在重要的等离子体测量过程中袁探头被放入等离子体空间中的电子和等离子体在热运动中袁形成颗粒子流的速度远大于离子热运动的速度袁探针表面会随着负电荷的积累而进一步膨胀袁随着负电荷的增加袁引力子从离子空间到达探4.2针的电谱子分析法

电流越来越小袁离子电流越来越大袁直到达到平衡遥等离子体光谱诊断方法是一种化学分析方法袁该方法可用于诊断等离子体离子震动性和等离子体的温度尧离子动力学尧电子密度和其他信息袁对等离子体的物理和化学性质反应在它的原理中袁能够获得的信息是丰富的袁并且可以获得光谱变化等离子体内部发生的过程袁这本身并不是一个更大的干扰袁这种方法可以更直观地观察等离子体的内部和等离子体的产生过程袁不会产生很大误差袁并且这种方法的灵敏度较高5袁操结作方法简单袁所得到的结果的准确性也很高遥

工业语以来袁见证着精密仪器的生产和科学技术的进步袁我们对高效尧便捷的设备的需求变得日趋明显袁这种变化已经不能适应社会发展的需要袁在此情况下袁深入分析物质内部离子影响机制更具意义遥这样的研究分析了效应电流传感器的离子电流检测系统袁并在工业生产中应用了该技术袁这种技术的应用可以通过实现以上方案来实现袁也可以实现霍尔电流传感器的离子电流检测系统袁检测该结构与离子源阳极电流的电流的同步变化袁所以这种测试方法是切实可行的遥

[1]参考文献

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