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电流传感器与普通互感器相比的优点及其展望


霍尔传感器是全球排名第三的传感器产品,它被广泛应用到汽车业、工业、手机、电脑以及新兴消费电子领域。 早期,人们采用分流器和分压器的方法来实现对电流和电压的检测,但这种方法无法对主回路进行隔离测量,这种方法使用不安全、精确度低。后来人们又发明了互感器,它与直接分流、分压的方法相比,实现了主回路进行隔离检测,无疑是一大进步,但它的应用范围比较窄,只适用于50Hz 正弦波的工频检测,对于其它波形电流、电压的测量它就无能为力了。


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随着电力电子技术的发展,原有的电流检测元件(如互感器、分流器)已不能满足中、高频,高di/dt,宽频谱电流波形的传递,霍尔电流电压传感器是弥补这一空缺的、有着广泛应用范围和前景的主要检测元件。

 

霍尔电流传感器霍尔电压传感器与普通互感器相比有着下面的特点:

 

1. 响应速度快:最快者响应时间只为1us

2. 线性度好:优于0.2%

3. 体积小、重量轻、易于安装。

4. 测量范围广:它可以测量任意波形的电流和电压,如直流、交流、脉冲、三角波形等,甚至对瞬态峰值电流、电压信号也能忠实地进行反映;

5. 测量精度高:其测量精度优于1%,该精度适合于对任何波形的测量。普通互感器是感性元件,接入后影响被测信号波形,其一般精度为3%~5%,且只适合于50Hz 正弦波形。

6. 工作频带宽:在0~100KHz 频率范围内的信号均可以测量。

7. 过载能力强、测量范围大:0---几十安培~上万安培

8. 动态性能好:响应时间快,可小于1us;普通互感器的响应时间为10~20ms

9. 可靠性高,平均无故障工作时间长:平均无故障时间》5 10 小时

 

霍尔电流传感器霍尔电压传感器优点: 

霍尔器件具有许多优点,它们的体积小,重量轻,耐震动,结构牢固,安装方便,功耗小,寿命长,频率高(可达1MHZ),不怕油污、灰尘、盐雾及水汽等的污染或腐蚀。

霍尔线性器件的线性度好、精度高;

霍尔开关器件取用了各种补偿和保护措施的霍尔器件的工作温度范围宽,可达-55℃~150℃,无磨损、无回跳、无抖动、输出波形清晰、位置重复精度高(可达μm级)、无触点。

由于霍尔电流电压传感器以上的优点,故而可广泛应用与电解电镀、电网监控系统、变频调速装置、微机监测系统、UPS 电源、逆变装置、逆变焊机、数控机床和需要隔离检测电流电压的各个领域中。

 

霍尔电流传感器工作原理如图所示:

 

 

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标准圆环铁芯有一个缺口,将霍尔传感器插入缺口中,圆环上绕有线圈,当电流通过线圈时产生磁场,则霍尔传感器有信号输出。

 

 

霍尔传感器展望

 

霍尔传感器应用的领域不同,因此各个市场对它的要求也不尽相同。

手机市场对霍尔传感器的主要要求包括尺寸、功耗和可调节的阈值。

在工业和汽车应用方面,霍尔传感器首先要满足工业或汽车认证对器件的要求,

例如安全性、稳定性和温度范围要达到相应的级别。

 

在我们的日常生活中,霍尔传感器被广泛应用。我们在每天的生活中都在与霍尔传感器打交道。

例如,在电脑键盘上,实现光标移动的滚动键就是由霍尔传感器组成的;

如,在翻盖或是滑盖的手机中,用来检测手机盖翻开或是滑动的器件就是霍尔传感器;

还有,在汽车变速箱、电动门窗等需要电机的部件中也有霍尔传感器应用。

 

霍尔传感器在中国市场增长率为两位数。随着这些终端应用产品的不断发展,霍尔传感器也呈现微型化、高集成化、高灵敏度、耐温性发展。



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