Bezkontakta strāvas sensora ķēde, izmantojot Hall-Effect IC

Šajā rakstā mēs uzzinām par vienkāršu bezkontakta strāvas sensora ķēdi, izmantojot zāles efekta sensora IC.

Kāpēc Hall Effect Sensor

Runājot par strāvas (ampēru) noteikšanu, labākās un visprecīzākās ir lineārās Hall efekta ierīces.

Šīs ierīces var nojaust un izmērīt strāvu no dažiem ampēriem līdz daudziem tūkstošiem. Turklāt tas ļauj mērījumus veikt ārēji, neprasot fizisku kontaktu ar vadītāju.

Kad strāva iet caur vadītāju, parasti rodas brīvās vietas magnētiskais lauks aptuveni 6,9 gauss uz ampēru.

Tas nozīmē, ka, lai iegūtu derīgu produkciju no Hall efekta ierīces, tā ir jākonfigurē iepriekšminētā lauka diapazonā.

Vadītājiem ar zemu strāvu tas nozīmē, ka ierīce ir jākonfigurē speciāli izveidotās iekārtās, lai uzlabotu sensora darbības diapazonu un uztveršanas iespējas.

Tomēr vadītājam, kas pārvadā lielu strāvas lielumu, var nebūt nepieciešama īpaša vienošanās, un lineārā Hola efekta ierīce būtu spējīga tieši uztvert un izmērīt ampērus, pozicionējot sevi spraugā esošajā torroidā.

Aprēķinot magnētisko plūsmu

Ierīces magnētiskās plūsmas blīvumu var formulēt šādi:

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

kur,
B = lauka intensitāte Gausā
I = strāva ampēros
r = attālums no vadītāja centra līdz novietotajai ierīcei collās.

Var atzīmēt, ka Hall efekta elements radīs optimālāko reakciju, kad tas ir novietots perpendikulāri magnētiskajam laukam. Iemesls ir samazināts leņķa kosinusa paaudze, salīdzinot ar leņķiskajiem laukiem 90 grādos.

Bezkontakta strāvas mērīšana (zema), izmantojot spoli un Hola efekta ierīci

Kā tika apspriests iepriekš, ja ir iesaistītas zemākas strāvas, tā mērīšana caur spoli kļūst noderīga, jo spole palīdz koncentrēt plūsmas blīvumu un līdz ar to arī jutīgumu.

Ierīces-spoles spraugas ieviešana

Piespiežot ierīces spolei 0,060 'spraugu, sasniegtais faktiskais magnētiskās plūsmas blīvums kļūst:

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

kur n = spoles pagriezienu skaits.

Piemēram, lai attēlotu 400 gausus pie 12 ampēriem, iepriekš minēto formulu var izmantot kā:

n = 400/83 = 5 pagriezieni

Diriģents, kas pārvadā mazāku strāvas lielumu, parasti zem 1 gausa, kļūst grūti uztverams, jo pastāv raksturīgi traucējumi, kurus parasti pavada cietvielu ierīces un lineārās pastiprinātāju shēmas.

Ierīces izejā izstarotais platjoslas troksnis parasti ir 400uV RMS, kā rezultātā kļūda ir aptuveni 32mA, kas varētu būt ievērojami liela.

Lai pareizi identificētu un mērītu zemas strāvas, tiek izmantots zemāk parādītais izkārtojums, kurā vadītājs vairākas reizes (n) tiek apvilkts ap toroidālo serdi, dodot šādu vienādojumu:

B = 6,9 nI

kur n ir pagriezienu skaits

Metode ļauj pietiekami pastiprināt zemas strāvas magnētiskos laukus, lai nodrošinātu Hall-efekta ierīci bez kļūdām, lai pēc tam pārveidotu voltos.

Bezkontakta strāvas mērīšana (augsta), izmantojot Toroid un Hall efekta ierīci

Gadījumos, kad strāva caur vadītāju var būt liela (aptuveni 100 ampēri), Hall-efekta ierīci var tieši izmantot, izmantojot spieķa toroidu, attiecīgo lielumu mērīšanai.

Kā redzams zemāk redzamajā attēlā, Hall-efekts tiek novietots starp toroīda šķelšanos vai atstarpi, kamēr strāvu pārnēsājošais vadītājs iet caur toroido gredzenu.

Ap vadītāju radītais magnētiskais lauks ir koncentrēts torroidā, un Hall ierīce to nosaka, lai veiktu nepieciešamos pārveidojumus izejā.

Ekvivalentos Hall efekta pārveidojumus var tieši nolasīt, atbilstoši savienojot tā vadus ar digitālo multimetru, kas iestatīts mV DC diapazonā.

Hall-efekta IC barošanas vadam jābūt savienotam ar līdzstrāvas avotu atbilstoši tā specifikācijām.

Pieklājība:

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