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  • 霍尔传感器,霍尔传感器的分类有哪些
    • 发布时间:2022-01-14 18:44:10
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    霍尔传感器,霍尔传感器的分类有哪些
    众所周知,霍尔传感器是一种磁传感器,用它可以检测磁场及其变化,可在各种与磁场有关的场合中使用。霍尔传感器以霍尔效应为其工作基础,是由霍尔元件和它的附属电路组成的集成传感器;其在工业生产、交通运输和日常生活中都有应用,因此也繁衍出一些类型,下面一起来看看:
    霍尔传感器分为线型霍尔传感器和开关型霍尔传感器两种:
    1.开关型霍尔传感器
    由稳压器、霍尔元件、差分放大器,斯密特触发器和输出级组成,它输出数字量。开关型霍尔传感器还有一种特殊的形式,称为锁键型霍尔传感器。
    1.1开关型
    如图1所示,其中Bnp为工作点“开”的磁感应强度,BRP为释放点“关”的磁感应强度。当外加的磁感应强度超过动作点Bnp时,传感器输出低电平,当磁感应强度降到动作点Bnp以下时,传感器输出电平不变,一直要降到释放点BRP时,传感器才由低电平跃变为高电平。Bnp与BRP之间的滞后使开关动作更为可靠。
    霍尔传感器
    图1 开关型磁感应强度
    1.2锁键型
    如图2所示,当磁感应强度超过动作点Bnp时,传感器输出由高电平跃变为低电平,而在外磁场撤消后,其输出状态保持不变(即锁存状态),必须施加反向磁感应强度达到BRP时,才能使电平产生变化。
    霍尔传感器
    图2 锁键型磁感应强度
    2.线性型霍尔传感器
    由霍尔元件、线性放大器和射极跟随器组成,它输出模拟量。线性霍尔传感器又可分为开环式和闭环式。闭环式霍尔传感器又称零磁通霍尔传感器。线性霍尔传感器主要用于交直流电流和电压测量。输出电压与外加磁场强度呈线性关系,如图3所示,可见,在B1~B2的磁感应强度范围内有较好的线性度,磁感应强度超出此范围时则呈现饱和状态。
    霍尔传感器
    图3 输出电压与外加磁场强度
    2.1开环式电流传感器
    开环式霍尔电流传感器也称:直放式霍尔电流传感器、直检式霍尔电流传感器等。如图4所示,开环式霍尔电流传感器由磁芯、霍尔元件和放大电路构成。磁芯有一开口气隙,霍尔元件放置于气隙出。当原边导体流过电流时,在导体周围产生磁场强度与电流大小成正比的磁场,磁芯将磁力线集聚至气隙处,霍尔元件输出与气隙处磁感应强度成正比的电压信号,放大电路将该信号放大输出,该类传感器通常输出±10V左右的电压信号,也有部分传感器为了增强电磁兼容性,变换为电流信号输出。
    霍尔传感器
    图4 开环式电流传感器原理
    2.2闭环式电流传感器
    闭环式霍尔电流传感器也称:零磁通霍尔电流传感器、零磁通互感器、磁平衡式霍尔电流传感器等。
    霍尔传感器
    图5 闭环式电流传感器原理图
    如图5所示,闭环式霍尔电流传感器包括磁芯、霍尔元件、放大电路和副边补偿绕组。与开环式霍尔电流传感器相比,闭环式霍尔电流传感器多了副边补偿绕组,正是副边补偿绕组,将闭环式霍尔电流传感器的性能进行了大幅度提升。
    放大电路接受霍尔元件的输出,并放大为电流信号提供给副边补偿绕组,副边补偿绕组在磁芯中产生的磁场与原边电流产生的磁场在气隙处大小相等,方向相反,抵消原边磁场,形成负反馈闭环控制电路。
    若副边电流过小,产生的磁场不足以抵消原边磁场,放大电路将输出更大的电流,反之,放大电路输出电流减小,从而维持气隙处的磁场平衡。
    若原边电流发生变化,气隙处磁场平衡被破坏,负反馈闭环控制电路同样会调节副边输出电路,使磁场重新达到平衡。
    宏观上讲,气隙处将一直维持零磁通,保持磁平衡,这也是零磁通互感器及磁平衡霍尔电流传感器名称的来由。
    以上就是霍尔传感器的分类有哪些的介绍了,霍尔传感器比普通互感器的优点就是可以测量任意波形的电流和电压,如:直流、交流、脉冲波形等,甚至对瞬态峰值的测量。副边电流能够忠实地反应原边电流的波形。
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