传感器种类繁多,功能多种应用在各行各业中,是人们日常生活中离不开的重要电子器件之一,今天我们将以其中的霍尔电流传感器为主角,谈谈它的基本原理及作用。
霍尔传感器外文名为Hail sensor,是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器,霍尔效应是研究半导体材料性能的基本方法,通过霍尔效应实验测定的霍尔系数,能够判断半导体材料的导电类型、载流子浓度及载流子迁移率等重要参数,属于磁电效应的一种。而霍尔传感器常用于力测量、工业自动化、检测技术等。
霍尔传感器的基本原理:
霍尔器件是一种采用半导体材料制成的磁电转换器件,若是在输入端通入控制电流IC,当有一磁场B穿过该器件感磁面,则在输出端会出现霍尔电势VH。
而霍尔电势VH的大小与控制电流IC、磁通密度B的乘积成正比,即VH=KHICBsinΘ。
而霍尔传感器是根据霍尔效应制成的,对安培定律加以应用,即在载流导体周围产生一正比于该电流的磁场,而霍尔器件则用来测量这一磁场。
霍尔传感器的检测原理
由于霍尔器件的输出和磁路有线性关系,所以霍尔器件输出的电压讯号U0可以间接反映出被测电流I1的大小:
即:I1∝B1∝U0
霍尔传感器的补偿原理
原边主回路有一被测电流I1,将产生磁通Φ1,被副边补偿线圈通过的电流I2所产生的磁通Φ2进行补偿后保持磁平衡状态,霍尔器件则始终处于检测零磁通的作用。所以称为霍尔磁补偿电流传感器。这种先进的原理模式优于直检原理模式,突出的优点是响应时间快和测量精度高,特别适用于弱小电流的检测。
根据定律:Φ1=Φ2, I1N1=I2N2, I2=NI/N2·I1
当补偿电流I2流过测量电阻RM时,在RM两端转换成电压。做为传感器测量电压U0。
即:U0=I2RM
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