Nekontaktinė srovės jutiklio grandinė naudojant „Hall-Effect IC“

Šiame straipsnyje mes sužinome apie paprastą bekontakčio srovės jutiklio grandinę, naudojant salės efekto jutiklio IC.

Kodėl „Hall“ efekto jutiklis

Kalbant apie srovės (amperų) jutimą, linijiniai „Hall“ efekto įtaisai yra geriausi ir tiksliausi.

Šie prietaisai gali nujausti ir išmatuoti srovę nuo kelių amperų iki daugybės tūkstančių. Be to, tai leidžia matavimus atlikti išorėje, nereikalaujant fizinio kontakto su laidininku.

Kai srovė praeina per laidininką, paprastai susidaro laisvos erdvės magnetinis laukas, kurio amperas yra maždaug 6,9 gauso.

Tai reiškia, kad norint gauti galiojančią „Hall-effect“ įrenginio išvestį, ją reikia sukonfigūruoti aukščiau nurodyto lauko diapazone.

Laidininkams su mažomis srovėmis tai reiškia, kad prietaisas turi būti sukonfigūruotas specialiai suprojektuotose vietose, kad būtų padidintas jutiklio atstumas ir jutimo galimybės.

Tačiau laidininkams, turintiems didelę srovės stiprumą, gali būti nereikalingi jokie specialūs susitarimai, o linijinis „Hall“ efekto įtaisas galėtų tiesiogiai nujausti ir išmatuoti amperus, padėdamas save spragtelėje.

Skaičiuojant magnetinį srautą

Įrenginio magnetinio srauto tankis gali būti suformuluotas taip:

B = I / 4 (pi) r arba I = 4 (pi) rB

kur,
B = lauko stiprumas Gausais
I = srovė amperais
r = atstumas nuo laidininko centro iki pastatyto įtaiso coliais.

Galima pažymėti, kad Hallo efekto elementas sukurs optimaliausią atsaką, kai jis bus pastatytas statmenai magnetiniam laukui. Priežastis - sumažintas kampo kosinuso generavimas, palyginti su kampais, esant 90 laipsnių kampui.

Nekontaktinis srovės matavimas (mažas) naudojant ritę ir „Hall“ efekto įtaisą

Kaip aptarta aukščiau, kai matuojamos mažesnės srovės, matavimas per ritę tampa naudingas, nes ritė padeda sutelkti srauto tankį ir todėl jautrumą.

Įrenginio ir ritės spragos vykdymas

Priverčiant 0,060 colio įtaiso ir ritės oro tarpą, efektyvus magnetinio srauto tankis tampa:

B = 6,9nI arba n = B / 6,9I

kur n = ritės apsisukimų skaičius.

Pavyzdžiui, norint vizualizuoti 400 gausų esant 12 amperų, ​​aukščiau pateiktą formulę galima naudoti kaip:

n = 400/83 = 5 apsisukimai

Laidininką, nešantį mažesnį srovės dydį, paprastai mažesnį nei 1 gausas, sunku suvokti dėl būdingų trukdžių, kuriuos paprastai lydi kietojo kūno prietaisai ir linijinės stiprintuvo grandinės.

Įrenginio išvesties skleidžiamas plačiajuosčio dažnio triukšmas paprastai yra 400 uV RMS, todėl maždaug 32 mA paklaida gali būti žymiai didelė.

Norint teisingai nustatyti ir išmatuoti mažas sroves, naudojamas žemiau pateiktas išdėstymas, kai laidininkas kelis kartus (n) apsukamas aplink toroidinę šerdį, suteikiant tokią lygtį:

B = 6,9 nI

kur n yra posūkių skaičius

Šis metodas leidžia pakankamai sustiprinti mažos srovės magnetinius laukus, kad „Hall“ efekto įtaisas gautų duomenis be klaidų, kad vėliau būtų galima konvertuoti voltais.

Nekontaktinis srovės matavimas (didelis) naudojant Toroidą ir Hallo efekto prietaisą

Tais atvejais, kai srovė per laidininką gali būti didelė (apie 100 amperų), Hallo efekto įtaisas gali būti tiesiogiai naudojamas per nerijos sekcijos toroidą matuojant atitinkamus dydžius.

Kaip matyti žemiau esančiame paveikslėlyje, Hallo efektas dedamas tarp toroido plyšio arba tarpo, o srovę nešantis laidininkas praeina per toroido žiedą.

Magnetinis laukas, susidarantis aplink laidininką, yra sutelktas toroide ir jį „Hall“ prietaisas aptinka reikalingoms konversijoms išėjime.

Lygiavertes Hall efekto konversijas galima tiesiogiai nuskaityti tinkamai sujungus jo laidus su skaitmeniniu multimetru, nustatytu mV DC diapazone.

„Hall-effect IC“ maitinimo laidas turėtų būti prijungtas prie nuolatinės srovės šaltinio pagal jo specifikacijas.

Mandagumas:

allegromicro.com/~/media/Files/Technical-Documents/an27702-Linear-Hall-Effect-Sensor-ICs.ashx