1. Dispositivo de salón
O dispositivo Hall é un tipo de conversor magnetoeléctrico feito de materiais semicondutores.Se a corrente de control IC está conectada ao extremo de entrada, cando un campo magnético B pasa pola superficie de detección magnética do dispositivo, o potencial de Hall VH aparece no extremo de saída.Como se mostra na figura 1-1.
A magnitude do potencial de Hall VH é proporcional ao produto da corrente de control IC e a densidade de fluxo magnético B, é dicir, VH = khicbsin Θ
O sensor de corrente Hall faise segundo o principio da lei de Ampere, é dicir, xérase un campo magnético proporcional á corrente ao redor do condutor que transporta a corrente, e o dispositivo Hall úsase para medir este campo magnético.Polo tanto, é posible a medición sen contacto da corrente.
Mida indirectamente a corrente do condutor que transporta a corrente medindo o potencial de Hall.Polo tanto, o sensor de corrente sufriu unha conversión de illamento eléctrico magnético eléctrico.
2. Principio de detección Hall DC
Como se mostra na figura 1-2.Debido a que o circuíto magnético ten unha boa relación lineal coa saída do dispositivo hall, o sinal de tensión U0 emitido polo dispositivo hall pode reflectir indirectamente o tamaño da corrente medida I1, é dicir, I1 ∝ B1 ∝ U0
Calibramos U0 para que sexa igual a 50mV ou 100mV cando a corrente medida I1 é o valor nominal.Isto fai sensor de corrente de detección directa de hall (sen amplificación).
3. Principio de compensación magnética Hall
O circuíto principal primario ten unha corrente medida I1, que xerará fluxo magnético Φ 1. O fluxo magnético xerado pola corrente I2 que pasa pola bobina de compensación secundaria Φ 2 mantén o equilibrio magnético despois da compensación, e o dispositivo hall sempre ten a función de detectar cero magnético. fluxo.Por iso chámase sensor de corrente de compensación magnética Hall.Este modo de principio avanzado é superior ao modo de principio de detección directa.As súas vantaxes destacadas son o tempo de resposta rápido e a alta precisión de medición, que é especialmente axeitado para a detección de corrente débil e pequena.O principio da compensación magnética Hall móstrase na Figura 1-3.
A figura 1-3 mostra: Φ 1＝ Φ dous
I1N1＝I2N2
I2＝NI/N2·I1
Cando a corrente de compensación I2 atravesa a resistencia de medición RM, convértese en tensión nos dous extremos de RM.Como sensor, mida a tensión U0, é dicir, U0 = i2rm
De acordo co principio de compensación magnética Hall, faise un sensor de corrente cunha entrada nominal desde as especificacións da serie.
Debido a que o sensor de corrente de compensación magnética debe enrolarse con miles de voltas de bobina de compensación no anel magnético, o custo aumenta;En segundo lugar, o consumo de corrente de traballo tamén aumenta de forma correspondente;Non obstante, ten as vantaxes dunha maior precisión e resposta rápida que a inspección directa.
4. Sensor de tensión de compensación magnética
Para medir a pequena corrente de nivel Ma, segundo Φ 1 = i1n1, o aumento do número de voltas de N1 tamén pode obter un alto fluxo magnético Φ 1。 O sensor de pequena corrente feito por este método pode medir non só a corrente de nivel Ma, pero tamén tensión.
A diferenza do sensor de corrente, ao medir a tensión, o devanado de voltas múltiples no lado primario do sensor de tensión conéctase en serie cunha resistencia limitadora de corrente R1 e, a continuación, conéctase en paralelo á tensión medida U1 para obter a corrente I1 proporcional á a tensión medida U1, como se mostra na Figura 1-4.
O principio do lado secundario é o mesmo que o do sensor de corrente.Cando a corrente de compensación I2 atravesa a resistencia de medición RM, convértese en tensión nos dous extremos de RM como a tensión de medición U0 do sensor, é dicir, U0 = i2rm
5. Saída do sensor de corrente
O sensor de corrente de detección directa (non amplificación) ten unha tensión de saída de alta impedancia.Na aplicación, a impedancia de carga debe ser superior a 10 kΩ.Normalmente, a súa tensión de saída suspendida de ± 50 mV ou ± 100 mV amplifica a ± 4 V ou ± 5 V cun amplificador proporcional de entrada diferencial.A figura 5-1 mostra dous circuítos prácticos como referencia.
(a) A figura pode cumprir os requisitos xerais de precisión;(b) O gráfico ten un bo rendemento e é adecuado para ocasións con requisitos de alta precisión.
O sensor de corrente amplificada de detección directa ten unha tensión de saída de alta impedancia.Na aplicación, a impedancia de carga debe ser superior a 2K Ω.
A corrente de compensación magnética, a corrente de compensación magnética de tensión e os sensores de tensión son do tipo de saída de corrente.Pódese ver na figura 1-3 que o extremo "m" está conectado á fonte de alimentación "O"
O terminal é o camiño da corrente I2.Polo tanto, a saída de sinal do extremo "m" do sensor é un sinal actual.O sinal actual pódese transmitir de forma remota nun determinado rango e pódese garantir a precisión.Durante o uso, a resistencia de medición RM só debe deseñarse na entrada secundaria do instrumento ou na interface do panel de control do terminal.
Para garantir unha medición de alta precisión, débese prestar atención a: ① a precisión da resistencia de medición é xeralmente seleccionada como resistencia de película metálica, cunha precisión de ≤± 0,5%.Consulte a Táboa 1-1 para obter máis información.② a impedancia de entrada do circuíto do instrumento secundario ou da tarxeta de control do terminal debe ser máis de 100 veces maior que a resistencia de medición.
6. Cálculo da tensión de mostraxe e medición da resistencia
Da fórmula anterior
U0＝I2RM
RM＝U0/I2
Onde: U0 - tensión medida, tamén coñecida como tensión de mostraxe (V).
I2 – corrente de compensación da bobina secundaria (a).
RM: medida de resistencia (Ω).
Ao calcular I2, a corrente de saída (valor efectivo nominal) I2 correspondente á corrente medida (valor efectivo nominal) I1 pódese consultar na táboa de parámetros técnicos do sensor de corrente de compensación magnética.Se I2 debe converterse en U0 = 5V, consulte a táboa 1-1 para a selección de RM.
7. Cálculo do punto de saturación e * grande corrente medida
Na figura 1-3 pódese ver que o circuíto da corrente de saída I2 é: v+ → Colector Emisor do amplificador de potencia final → N2 → RM → 0. A resistencia equivalente do circuíto móstrase na figura 1-6.(o circuíto de v- ~ 0 é o mesmo, e a corrente é oposta)
Cando a corrente de saída i2* é grande, o valor actual xa non aumentará co aumento de I1, que se denomina punto de saturación do sensor.
Calcula segundo a seguinte fórmula
I2max＝V+-VCES/RN2+RM
Onde: V + – fonte de alimentación positiva (V).
Vces - Tensión de saturación do colector do tubo de alimentación, (V) xeralmente é de 0,5 V.
RN2 – Resistencia interna de CC da bobina secundaria (Ω), consulte a táboa 1-2 para máis detalles.
RM: medida de resistencia (Ω).
Pódese ver polo cálculo que o punto de saturación cambia co cambio da resistencia medida RM.Cando se determina a resistencia medida RM, hai un punto de saturación definido.Calcule * corrente medida grande i1max segundo a seguinte fórmula: i1max = i1/i2 · i2max
Ao medir CA ou pulso, cando se determina RM, calcule * corrente medida grande i1max.Se o valor i1max é inferior ao valor pico da corrente alterna ou inferior á amplitude do pulso, provocará un recorte da forma de onda de saída ou unha limitación da amplitude.Neste caso, escolla un RM máis pequeno para resolver.
8. Exemplo de cálculo:
Exemplo 1
Tome o sensor de corrente lt100-p como exemplo:
(1) Medición necesaria
Corrente nominal: DC
* Alta corrente: DC (tempo de sobrecarga ≤ 1 minuto/hora)
(2) Busca na táboa e sábeo
Tensión de traballo: tensión estabilizada ± 15 V, resistencia interna da bobina 20 Ω (consulte a táboa 1-2 para máis detalles)
Corrente de saída: (valor nominal)
(3) Tensión de mostraxe necesaria: 5V
Calcula se a corrente medida e a tensión de mostraxe son adecuadas
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）
Polos resultados do cálculo anterior sábese que se cumpren os requisitos dos (1) e (3).
9. Descrición e exemplo de sensor de tensión de compensación magnética
O sensor de tensión Lv50-p ten a resistencia eléctrica primaria e secundaria ≥ 4000vrms (50hz.1min), que se usa para medir tensións DC, AC e pulsos.Ao medir a tensión, segundo a clasificación de tensión, un resistor limitador de corrente está conectado en serie no lado primario + terminal HT, é dicir, a tensión medida recibe a corrente do lado primario a través da resistencia.
U1/r1 = I1, R1 = u1/10ma (K Ω), a potencia da resistencia debe ser 2 ~ 4 veces maior que o valor calculado e a precisión da resistencia debe ser ≤± 0,5%.O fabricante pode encargar a resistencia de potencia de cable de precisión R1.
10. Método de cableado do sensor de corrente
(1) O diagrama de cableado do sensor de corrente de inspección directa (sen amplificación) móstrase na Figura 1-7.
(a) A figura mostra a conexión de tipo p (tipo de pin da tarxeta impresa), (b) a figura mostra a conexión de tipo C (tipo de enchufe), vn VN representa a tensión de saída Hall.
(2) O diagrama de cableado do sensor de corrente amplificada de inspección directa móstrase na Figura 1-8.
(a) A figura é unha conexión de tipo p, (b) a figura é unha conexión de tipo C, na que U0 representa a tensión de saída e RL representa a resistencia de carga.
(3) O diagrama de cableado do sensor de corrente de compensación magnética móstrase na Figura 1-9.
(a) A figura mostra a conexión de tipo p, (b) a figura mostra a conexión de tipo C (teña en conta que o terceiro pin da toma de catro pines é un pin baleiro)
O método de conexión do pin da tarxeta impresa dos tres sensores anteriores é coherente co método de disposición do obxecto real e o método de conexión do enchufe tamén é coherente co método de disposición do obxecto real, para evitar erros de cableado.
No diagrama de cableado anterior, a corrente medida I1 do circuíto principal ten unha frecha no orificio para mostrar a dirección positiva da corrente, e a dirección positiva da corrente tamén está marcada na capa física.Isto débese a que o sensor de corrente estipula que a dirección positiva da corrente medida I1 é da mesma polaridade que a corrente de saída I2.Isto é importante na detección de CA trifásica ou CC multicanal.
11. Alimentación de traballo do sensor de corrente e tensión
O sensor de corrente é un módulo activo, como dispositivos de sala, amplificadores operacionais e tubos de enerxía finais, que todos necesitan fonte de alimentación e consumo de enerxía.A figura 1-10 é un diagrama esquemático práctico dunha fonte de alimentación en funcionamento típica.
(1) O terminal de terra de saída está conectado centralmente á electrólise grande para reducir o ruído.
(2) Bit de capacitancia UF, diodo 1N4004.
(3) O transformador depende do consumo de enerxía do sensor.
(4) A corrente de traballo do sensor.
Inspección directa (sen amplificación) consumo de enerxía: * 5mA;Consumo de enerxía de amplificación de detección directa: * grande ± 20mA;Consumo de enerxía de compensación magnética: 20 + corrente de saída* Gran consumo de corrente de traballo 20 + o dobre da corrente de saída.O consumo de enerxía pódese calcular segundo a corrente de traballo consumida.
12. Precaucións para o uso de sensores de corrente e tensión
(1) O sensor de corrente debe seleccionar correctamente produtos de diferentes especificacións segundo o valor efectivo nominal da corrente medida.Se a corrente medida supera o límite durante moito tempo, danará o tubo do amplificador de potencia do polo final (referíndose ao tipo de compensación magnética).Xeralmente, a duración do dobre da corrente de sobrecarga non debe exceder 1 minuto.
(2) O sensor de tensión debe conectarse cunha resistencia limitadora de corrente R1 en serie no lado primario segundo as instrucións do produto, para que o lado primario poida obter a corrente nominal.En xeral, a duración da dobre sobretensión non será superior a 1 minuto.
(3) A boa precisión do sensor de corrente e tensión obtense baixo a condición da clasificación do lado primario, polo que cando a corrente medida é superior ao valor nominal do sensor de corrente, debe seleccionarse o sensor grande correspondente;Cando a tensión medida é superior ao valor nominal do sensor de tensión, a resistencia de limitación de corrente debe ser reaxustada.Cando a corrente medida é inferior a 1/2 do valor nominal, para obter unha boa precisión, pódese utilizar o método de varias voltas.
(4) Os sensores con illamento de 3KV e tensión soportada poden funcionar normalmente en sistemas de CA de 1 kV ou menos e sistemas de CC de 1,5 kV ou menos durante moito tempo.Os sensores de 6 kV poden funcionar normalmente en sistemas de CA de 2 KV e inferiores e sistemas de CC de 2,5 KV e inferiores durante moito tempo.Teña coidado de non usalos baixo presión excesiva.
(5) Cando se usa en dispositivos que requiren boas características dinámicas, * é fácil usar unha única barra colectora de aluminio de cobre e coincide coa abertura.A substitución de pequenos ou máis xiros por grandes afectará ás características dinámicas.
(6) Cando se usa nun sistema de corrente continua de alta corrente, se a fonte de alimentación de traballo é de circuíto aberto ou defectuoso por algún motivo, o núcleo de ferro producirá unha gran remanencia, que merece atención.A remanencia afecta a precisión.O método de desmagnetización é conectar unha CA no lado primario sen engadir unha fonte de alimentación que funcione e reducir gradualmente o seu valor.
(7) A capacidade anti-campo magnético externo do sensor é: unha corrente de 5 ~ 10 cm de distancia do sensor, que é máis do dobre do valor actual do lado orixinal do sensor, e pódese resistir a interferencia do campo magnético xerado.Ao conectar unha corrente trifásica alta, a distancia entre as fases debe ser superior a 5 ~ 10 cm.
(8) Para que o sensor funcione nun bo estado de medición, debe utilizarse unha fonte de alimentación regulada típica sinxela que se presenta na Figura 1-10.
(9) O punto de saturación magnética e o punto de saturación do circuíto do sensor fan que teña unha forte capacidade de sobrecarga, pero a capacidade de sobrecarga é limitada no tempo.Ao probar a capacidade de sobrecarga, a corrente de sobrecarga de máis de 2 veces non debe exceder 1 minuto.
(10) A temperatura do bus de corrente primaria non debe superar os 85 ℃, que está determinada polas características dos plásticos de enxeñería ABS.Os usuarios teñen requisitos especiais e poden escoller plásticos de alta temperatura como cuncha.
13. Vantaxes do sensor de corrente en uso
(1) Detección sen contacto.Na reconstrución de equipos importados e na transformación técnica de equipos antigos, mostra a superioridade da medición sen contacto;O valor actual pódese medir sen ningún cambio no cableado eléctrico do equipo orixinal.
(2) A desvantaxe de usar a derivación é que non se pode illar eléctricamente e tamén hai perda de inserción.Canto maior é a corrente, maior é a perda e maior é o volume.A xente tamén descubriu que a derivación ten inductancia inevitable ao detectar alta frecuencia e alta corrente, e non pode transmitir realmente a forma de onda de corrente medida, e moito menos o tipo de onda non sinusoidal.O sensor de corrente elimina completamente as desvantaxes anteriores da derivación, e a precisión e o valor da tensión de saída poden ser o mesmo que o da derivación, como o nivel de precisión 0,5, 1,0, o nivel de tensión de saída 50, 75 mV e 100 mV.
(3) É moi cómodo de usar.Tome un sensor de corrente lt100-c, conecte un medidor analóxico de 100 mA ou un multímetro dixital en serie no extremo M e no extremo cero da fonte de alimentación, conecte a fonte de alimentación de traballo e coloque o sensor no circuíto de cables, para que a corrente O valor do circuíto principal 0 ~ 100A pódese mostrar con precisión.
(4) Aínda que o transformador de corrente e tensión tradicional ten moitos niveis de corrente e tensión de traballo e ten unha alta precisión baixo a frecuencia de traballo sinusoidal especificada, pode adaptarse a unha banda de frecuencia moi estreita e non pode transmitir DC.Ademais, hai unha corrente excitante durante o funcionamento, polo que este é un dispositivo indutivo, polo que o seu tempo de resposta só pode ser de decenas de milisegundos.Como todos sabemos, unha vez que o lado secundario do transformador de corrente estea en circuíto aberto, producirá perigos de alta tensión.No uso da detección de microordenadores, é necesaria a adquisición de sinal multicanle.A xente busca un xeito de illar e recoller sinais
Hora de publicación: 06-Xul-2022