Grondprinzip an Uwendungsmethod vum Hall Stroum- a Spannungssensor a Sender

1. Hall Apparat

 

 

Hall Apparat ass eng Aart vu magnetoelektresche Konverter aus Hallefleitmaterialien.Wann d'Kontrollstroum IC un den Input Enn verbonnen ass, wann e Magnéitfeld B duerch d'magnetesch Sensing Uewerfläch vum Apparat passéiert, erschéngt Hallpotenzial VH um Ausgangsend.Wéi an der Figur 1-1 gewisen.

 

 

D'Gréisst vum Hallpotenzial VH ass proportional zum Produkt vum Kontrollstroum IC a magnetescher Fluxdicht B, dat heescht VH = khicbsin Θ

 

 

Den Hall Stroumsensor gëtt nom Prinzip vum Ampere Gesetz gemaach, dat heescht, e Magnéitfeld proportional zum Stroum gëtt ronderëm den Stroumleiter generéiert, an den Hallapparat gëtt benotzt fir dëst Magnéitfeld ze moossen.Dofir ass déi net-kontakt Messung vum Stroum méiglech.

 

 

Indirekt Mooss de Stroum vum aktuellen Droen Dirigent andeems d'Hallpotenzial gemooss gëtt.Dofir huet den aktuellen Sensor eng elektresch magnetesch elektresch Isolatiounskonvertéierung gemaach.

 

 

2. Hall DC erkennen Prinzip

 

 

Wéi an der Figur 1-2 gewisen.Well de magnetesche Circuit eng gutt linear Relatioun mat der Ausgang vum Hall-Apparat huet, kann d'Spannungssignal U0 Ausgang vum Hall-Apparat indirekt d'Gréisst vum gemoossene Stroum I1 reflektéieren, dat heescht I1 ∝ B1 ∝ U0

 

 

Mir kalibréieren U0 fir d'selwecht wéi 50mV oder 100mV ze sinn wann de gemoossene Stroum I1 de bewäertte Wäert ass.Dëst mécht Hall direkt Detectioun (keng amplification) aktuell Sensor.

 

 

3. Hall Magnéitfeld Kompensatioun Prinzip

 

 

Der Primärschoul Haaptrei Circuit huet eng gemooss aktuell I1, deen magnetesche Flux generéiert Φ 1. Magnéitescht Flux generéiert duerch aktuell I2 duerch Secondaire Kompensatioun coil passéiert Φ 2 erhalen magnetesche Gläichgewiicht no Kompensatioun, an der Hall Apparat ass ëmmer an der Roll vun null magnetesch z'entdecken. flux.Also gëtt et Hall magnetesche Kompensatiounsstroumsensor genannt.Dësen fortgeschratt Prinzip Modus ass besser wéi den Direkten Detektioun Prinzip Modus.Seng aussergewéinlech Virdeeler si séier Äntwertzäit an héich Miessgenauegkeet, déi besonnesch gëeegent ass fir d'Detektioun vu schwaache a klenge Stroum.De Prinzip vun Hall Magnéitfeld Kompensatioun ass an der Figur gewisen 1-3.

 

 

Figur 1-3 weist: Φ 1= Φ zwee

 

 

I1N1–I2N2

 

 

I2=NI/N2·I1

 

 

Wann de Kompensatiounsstroum I2 duerch d'Miessresistenz RM fléisst, gëtt en op béide Enden vum RM a Spannung ëmgewandelt.Als Sensor moosst d'Spannung U0, dat heescht U0 = i2rm

 

 

Geméiss dem Prinzip vun der Hall-magnetescher Kompensatioun gëtt e Stroumsensor mat bewäerten Input vu bis Serien Spezifikatioune gemaach.

 

 

Well de magnetesche Kompensatiounsstroumsensor muss mat Dausende vu Wendungen vun der Kompensatiounsspiral op de magnetesche Ring gewéckelt ginn, erhéicht d'Käschte;Zweetens klëmmt och den Aarbechtsstroumverbrauch entspriechend;Wéi och ëmmer, et huet d'Virdeeler vu méi héijer Genauegkeet a séierer Äntwert wéi direkt Inspektioun.

 

 

4. Magnéitescht Kompensatioun Volt Sensor

 

 

Fir de klenge Stroum vum Ma Niveau ze moossen, laut Φ 1 = i1n1, d'Erhéijung vun der Unzuel vun de Wendungen vum N1 kann och en héije magnetesche Flux Φ 1 kréien. awer och Spannung.

 

 

Am Géigesaz zum Stroumsensor, wann d'Spannung gemooss gëtt, ass d'Multi-Turnwindung op der Primärsäit vum Spannungssensor a Serie mat engem Stroumbegrenzungswiderstand R1 verbonnen, an dann parallel zu der gemoosser Spannung U1 ugeschloss fir de Stroum I1 proportional ze kréien. déi gemoossene Spannung U1, wéi an der Figur 1-4.

 

 

De Prinzip vun der sekundärer Säit ass d'selwecht wéi dee vum aktuellen Sensor.Wann de Kompensatiounsstroum I2 duerch d'Messresistenz RM fléisst, gëtt en op béide Enden vum RM a Spannung ëmgewandelt als Messspannung U0 vum Sensor, dat heescht U0 = i2rm

 

 

5. Ausgang vun aktuell Sensor

 

 

Den direkten Detektioun (net Verstäerkung) Stroumsensor huet eng héich Impedanzausgangsspannung.Bei der Applikatioun soll d'Laaschtimpedanz méi wéi 10k Ω sinn.Normalerweis gëtt seng ± 50mV oder ± 100mV suspendéiert Ausgangsspannung op ± 4V oder ± 5V verstäerkt mat engem differenzielle Input proportional Verstärker.Figur 5-1 weist zwee praktesch Kreesleef fir Referenz.

 

 

(a) D'Figur kann d'allgemeng Genauegkeet Ufuerderunge treffen;(b) D'Grafik huet gutt Leeschtung an ass gëeegent fir Occasiounen mat héijer Genauegkeet Ufuerderunge.

 

 

Den direkten Detektioun verstäerkte Stroumsensor huet eng héich Impedanzausgangsspannung.Bei der Applikatioun sollt d'Laaschtimpedanz méi wéi 2K Ω sinn.

 

 

Magnéitescht Kompensatiounsstroum, Spannungsmagnetesche Kompensatiounsstroum a Spannungssensoren sinn aktuell Ausgangstyp.Et kann aus der Figur 1-3 gesi ginn datt de "m" Enn mat der Stroumversuergung "O" verbonnen ass

 

 

Den Terminal ass de Wee vum Stroum I2.Dofir ass d'Signalausgang vum "m" Enn vum Sensor e Stroumsignal.Den aktuellen Signal kann op afstand an engem bestëmmte Beräich iwwerdroe ginn an d'Genauegkeet ka garantéiert ginn.Am Gebrauch muss d'Messresistenz RM nëmmen op der sekundärer Instrumentinput oder der Terminal Kontrollpanel Interface entworf ginn.

 

 

Fir eng héich Präzisiounsmessung ze garantéieren, sollt opmierksam gemaach ginn: ① d'Genauegkeet vun der Messresistenz gëtt allgemeng als Metallfilmresistenz ausgewielt, mat enger Genauegkeet vun ≤± 0,5%.Gesinn Table 1-1 fir Detailer.② de Circuit Input Impedanz vum Secondaire Instrument oder Terminal Kontroll Rot soll méi wéi 100 Mol méi grouss wéi d'Messresistenz sinn.

 

 

6. Berechnung vun der Probespannung a Miessresistenz

 

 

Vun der viregter Formel

 

 

U0= I2RM

 

 

RM= U0/I2

 

 

Wou: U0 - gemoossene Spannung, och bekannt als Samplingspannung (V).

 

 

I2 – Sekundärspiralkompensatiounsstroum (a).

 

 

RM - Mooss Resistenz (Ω).

 

 

Beim Berechnung vun I2 kann den Ausgangsstroum (bewäertte Effektivwäert) I2 entspriechend dem gemoossene Stroum (bewäertte Effektivwäert) I1 aus der technescher Parametertabelle vum magnetesche Kompensatiounsstroumsensor erausfonnt ginn.Wann I2 soll an U0 = 5V ëmgerechent ginn, gesinn Table 1-1 fir RM Auswiel.

 

 

7. Berechnung vun Sättigung Punkt an * grouss gemooss aktuell

 

 

Et kann aus der Figur 1-3 gesi ginn datt de Circuit vum Ausgangsstroum I2 ass: v+ → Collector Emitter vum Endeffektverstärker → N2 → RM → 0. Déi gläichwäerteg Resistenz vum Circuit gëtt an der Figur 1-6 gewisen.(de Circuit vu v- ~ 0 ass d'selwecht, an de Stroum ass Géigendeel)

 

 

Wann den Ausgangsstroum i2* grouss ass, wäert den aktuelle Wäert net méi eropgoen mat der Erhéijung vun I1, wat de Sättigungspunkt vum Sensor genannt gëtt.

 

 

Berechent no der folgender Formel

 

 

I2max=V+-VCES/RN2+RM

 

 

Wou: V + - positiv Energieversuergung (V).

 

 

Vces - Collector Saturation Volt vun Muecht Rouer, (V) ass allgemeng 0,5V.

 

 

RN2 - DC intern Resistenz vun sekundär coil (Ω), gesinn Dësch 1-2 fir Detailer.

 

 

RM - Mooss Resistenz (Ω).

 

 

Et kann aus der Berechnung gesi ginn datt de Sättigungspunkt mat der Ännerung vun der gemoosser Resistenz RM ännert.Wann de gemoossene Resistenz RM bestëmmt gëtt, gëtt et e definitive Sättigungspunkt.Berechent * grousse gemoossene Stroum i1max no der folgender Formel: i1max = i1/i2 · i2max

 

 

Wann Dir AC oder Puls moosst, wann RM bestëmmt ass, berechnen * grouss gemoossene Stroum i1max.Wann den i1max Wäert méi niddereg ass wéi de Peakwäert vum AC Stroum oder manner wéi d'Pulsamplitude, verursaacht et Ausgangswelleform Ausschnëtter oder Amplitudebegrenzung.An dësem Fall, wielt eng méi kleng RM fir léisen.

 

 

8. Berechnungsbeispiel:

 

 

Beispill 1

 

 

Huelt den aktuellen Sensor lt100-p als Beispill:

 

 

(1) Miessung néideg

 

 

Bewäert Stroum: DC

 

 

* Héich Stroum: DC (Iwwerlaaschtzäit ≤ 1 Minutt / Stonn)

 

 

(2) Kuckt den Dësch op a wësst

 

 

Aarbechtsspannung: Stabiliséiert Spannung ± 15V, Spule intern Resistenz 20 Ω (kuckt Tabell 1-2 fir Detailer)

 

 

Ausgangsstroum: (Bewäertte Wäert)

 

 

(3) Néideg probéieren Volt: 5V

 

 

Berechent ob de gemoossene Stroum a Probespannung passend sinn

 

 

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)

 

 

Et ass bekannt aus den uewe genannte Berechnungsresultater datt d'Ufuerderunge vun (1) an (3) erfëllt sinn.

 

 

9. Beschreiwung a Beispill vun Magnéitfeld Kompensatioun Volt Sensor

 

 

Lv50-p Spannungssensor huet déi primär a sekundär elektresch Resistenz ≥ 4000vrms (50hz.1min), déi benotzt gëtt fir DC, AC a Pulsspannungen ze moossen.Beim Miessung vun der Spannung, no der Spannungsbewäertung, ass e Stroumbegrenzungswiderstand op der Primärsäit + HT Klemm a Serie ugeschloss, dat heescht, déi gemoossene Spannung kritt de primäre Säitstroum duerch de Widderstand

 

 

U1 / r1 = I1, R1 = u1 / 10ma (K Ω), d'Kraaft vun der Resistenz soll 2 ~ 4 Mol méi grouss sinn wéi de berechente Wäert, an d'Genauegkeet vun der Resistenz soll ≤± 0,5% sinn.R1 Präzisioun Drot Wound Muecht resistor kann vum Fabrikant bestallt ginn.

 

 

10. Wiring Method vun aktuell Sensor

 

 

(1) D'wiring Diagramm vun direkter Inspektioun (keng Verstäerkung) aktuell Sensor gëtt an der Figur gewisen 1-7.

 

 

(eng) D'Figur weist p-Typ (gedréckt Verwaltungsrot PIN Typ) Verbindung, (b) d'Figur weist C-Typ (Socket Plug Typ) Verbindung, vn VN representéiert Hall Wasserstoff Volt.

 

 

(2) D'wiring Diagramm vun direkter Inspektioun verstäerkte aktuell Sensor gëtt an der Figur gewisen 1-8.

 

 

(a) D'Figur ass p-Typ Verbindung, (b) d'Figur ass C-Typ Verbindung, an där U0 d'Ausgangsspannung duerstellt an RL d'Laaschtresistenz duerstellt.

 

 

(3) D'Wiring Diagramm vun Magnéitfeld Kompensatioun aktuell Sensor gëtt an der Figur gewisen 1-9.

 

 

(a) D'Figur weist d'P-Typ Verbindung, (b) d'Figur weist d'C-Typ Verbindung (Notéiert datt den drëtten Pin vun der véier Pin Socket en eidele Pin ass)

 

 

D'gedréckte Board Pin Verbindungsmethod vun den uewe genannten dräi Sensoren ass konsequent mat der Arrangementsmethod vum realen Objet, an d'Socket Plug Connection Method ass och konsequent mat der Arrangementsmethod vum realen Objet, fir Drotfehler ze vermeiden.

 

 

Am uewe genannte Kabeldiagramm huet de gemoossene Stroum I1 vum Haaptkrees e Pfeil am Lach fir déi positiv Richtung vum Stroum ze weisen, an déi positiv Richtung vum Stroum ass och op der kierperlecher Schuel markéiert.Dëst ass well de Stroumsensor feststellt datt déi positiv Richtung vum gemoossene Stroum I1 vun der selwechter Polaritéit ass wéi den Ausgangsstroum I2.Dëst ass wichteg an dräi-Phase AC oder Multi-Channel DC Detektioun.

 

 

11. Aarbecht Muecht Fourniture vun aktuell an Volt Sensor

 

 

Den aktuellen Sensor ass en aktiven Modul, wéi Hall-Geräter, Operatiounsverstärker a Finale Kraaftröhren, déi all Aarbechtsenergieversuergung a Stroumverbrauch brauchen.Figur 1-10 ass eng praktesch schematesch Diagramm vun engem typesch schaffen Muecht Fourniture.

 

 

(1) Den Ausgangsgrondterminal ass zentral mat der grousser Elektrolyse fir Geräischerreduktioun verbonnen.

 

 

(2) Kapazitéit Bit UF, Diode 1N4004.

 

 

(3) Den Transformator hänkt vum Stroumverbrauch vum Sensor of.

 

 

(4) Den Aarbechtsstroum vum Sensor.

 

 

Direkter Inspektioun (keng amplification) Muecht Konsum: * 5mA;Direkter Detektioun Verstäerkung Muecht Konsum: * grouss ± 20mA;Magnéitescht Kompensatioun Stroumverbrauch: 20 + Ausgangsstroum * Grousse Verbrauch vum Aarbechtsstroum 20 + zweemol den Ausgangsstroum.De Stroumverbrauch kann no dem verbrauchten Aarbechtsstroum berechent ginn.

 

 

12. Virsiichtsmoossname fir de Gebrauch vun Stroum- a Spannungssensoren

 

 

(1) Den aktuellen Sensor muss Produkter vu verschiddene Spezifikatioune richteg auswielen no dem bewäerten effektive Wäert vum gemoossene Stroum.Wann de gemoossene Stroum d'Limite fir eng laang Zäit iwwerschreift, wäert et d'Endpol-Kraaftverstärkerröhre beschiedegen (bezunn op de magnetesche Kompensatiounstyp).Allgemeng däerf d'Dauer vun zweemol den Iwwerlaaschtstroum net méi wéi 1 Minutt sinn.

 

 

(2) De Spannungssensor muss mat engem Stroumbegrenzungswiderstand R1 an der Serie op der Primärsäit no de Produktinstruktioune verbonne sinn, sou datt d'Primärsäit den nominelle Stroum kritt.Allgemeng däerf d'Dauer vun der duebeler Iwwerspannung net méi wéi 1 Minutt sinn.

 

 

(3) Déi gutt Genauegkeet vum Stroum- a Spannungssensor gëtt ënner der Bedingung vun der primärer Säit Bewäertung kritt, also wann de gemoossene Stroum méi héich ass wéi de bewäertte Wäert vum aktuellen Sensor, sollt de entspriechende grousse Sensor ausgewielt ginn;Wann d'gemoossene Spannung méi héich ass wéi de bewäertte Wäert vum Spannungssensor, da sollt d'Stroumbegrenzungsresistenz nei ugepasst ginn.Wann de gemoossene Stroum manner wéi 1/2 vum bewäerten Wäert ass, fir eng gutt Genauegkeet ze kréien, kann d'Methode vu multiple Wendungen benotzt ginn.

 

 

(4) Sensoren mat 3KV Isolatioun a Widderstandsspannung kënnen normalerweis an AC Systemer vun 1kV an ënner an DC Systemer vun 1.5kV an ënner fir eng laang Zäit funktionnéieren.6kV Sensoren kënnen normalerweis an AC Systemer vun 2KV an ënner an DC Systemer vun 2.5KV an ënner fir eng laang Zäit schaffen.Opgepasst se net ënner Iwwerdrock ze benotzen.

 

 

(5) Wann se op Apparater benotzt ginn, déi gutt dynamesch Charakteristiken erfuerderen, * et ass einfach eng eenzeg Kupfer Albusbar ze benotzen an gläichzäiteg mat der Ouverture.Wann Dir kleng oder méi Wendungen duerch grouss ersetzt, beaflosst d'dynamesch Charakteristiken.

 

 

(6) Wann am héije Stroum DC System benotzt gëtt, wann d'Aarbechtsenergieversuergung oppe Circuit oder aus irgendege Grënn defekt ass, wäert den Eisenkär grouss Remanenz produzéieren, wat opmierksam ass.Remanence beaflosst Genauegkeet.D'Methode vun der Demagnetiséierung ass en AC op der primärer Säit auszeschalten ouni eng funktionéierend Energieversuergung ze addéieren a säi Wäert graduell ze reduzéieren.

 

 

(7) D'Anti-extern Magnéitfeldfäegkeet vum Sensor ass: e Stroum 5 ~ 10cm ewech vum Sensor, wat méi wéi zweemol den aktuelle Wäert vun der ursprénglecher Säit vum Sensor ass, an d'Magnéitfeldinterferenz generéiert ka widderstoen.Wann Dir dräi-Phas héich Stroum wiring, sollt d'Distanz tëscht de Phasen méi wéi 5 ~ 10cm sinn.

 

 

(8) Fir de Sensor an engem gudde Miesszoustand ze maachen, sollt eng einfach typesch geregelte Stroumversuergung, déi an der Figur 1-10 agefouert gëtt, benotzt ginn.

 

 

(9) De magnetesche Sättigungspunkt an de Circuit Sättigungspunkt vum Sensor maachen et eng staark Iwwerlaaschtkapazitéit, awer d'Iwwerlaaskapazitéit ass Zäit limitéiert.Beim Test vun der Iwwerlaaschtkapazitéit däerf den Iwwerlaaschtstroum vu méi wéi 2 Mol net méi wéi 1 Minutt iwwerschreiden.

 

 

(10) D'Temperatur vum primäre Stroumbus däerf net méi wéi 85 ℃ sinn, wat duerch d'Charakteristike vun ABS Ingenieursplastik bestëmmt gëtt.D'Benotzer hunn speziell Ufuerderungen a kënnen héich-Temperatur Plastik als Réibau wielen.

 

 

13. Virdeeler vun aktuell Sensor am Gebrauch

 

 

(1) Net-Kontakt Detektioun.An der Rekonstruktioun vun importéierten Ausrüstung an der technescher Transformatioun vun alen Ausrüstung weist et d'Iwwerleeung vun der net-Kontaktmiessung;Den aktuelle Wäert kann gemooss ginn ouni Ännerung vun der elektrescher Drot vun der ursprénglecher Ausrüstung.

 

 

(2) Den Nodeel fir de Shunt ze benotzen ass datt et net elektresch isoléiert ka ginn, an et gëtt och Insertiounsverloscht.Wat de Stroum méi grouss ass, wat de Verloscht méi grouss ass a wat de Volume méi grouss ass.D'Leit hunn och fonnt datt de Shunt eng inévitabel Induktioun huet beim Erkennung vun Héichfrequenz an héije Stroum, an et kann déi gemoossene Stroumwelleform net wierklech iwwerdroen, eleng net Sinuswellentyp.Den aktuellen Sensor eliminéiert komplett déi uewe genannte Nodeeler vum Shunt, an d'Genauegkeet an d'Ausgangsspannungswäert kann d'selwecht sinn wéi dee vum Shunt, wéi Genauegkeetsniveau 0.5, 1.0, Ausgangsspannungsniveau 50, 75mV an 100mV.

 

 

(3) Et ass ganz bequem ze benotzen.Huelt en lt100-c Stroumsensor, verbënnt en 100mA Analog Meter oder Digital Multimeter a Serie um M Enn an dem Null Enn vun der Energieversuergung, verbënnt d'Aarbechtsenergieversuergung, a setzt de Sensor op den Drotkreeslaf, sou datt de Stroum Wäert vun der Haaptrei Circuit 0 ~ 100A kann präziist ugewisen ginn.

 

 

(4) Och wann den traditionelle Stroum- a Spannungstransformator vill Aarbechtsstroum a Spannungsniveauen huet an eng héich Genauegkeet ënner der spezifizéierter sinusoidaler Aarbechtsfrequenz huet, kann et sech un eng ganz schmuel Frequenzband upassen an net DC iwwerdroen.Zousätzlech gëtt et spannend Stroum während der Operatioun, sou datt dëst en induktiven Apparat ass, sou datt seng Äntwertzäit nëmmen zéng Millisekonnen ka sinn.Wéi mir all wëssen, wann déi sekundär Säit vum aktuellen Transformator en oppene Circuit ass, wäert et Héichspannungsrisiken produzéieren.Bei der Notzung vu Mikrocomputererkennung ass Multi-Channel Signal Acquisitioun erfuerderlech.D'Leit sichen no engem Wee fir Signaler ze isoléieren an ze sammelen


Post Zäit: Jul-06-2022