霍尔电压传感器道理详解及特点分析
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- 颁布功夫:2013/11/12 11:10:41
- 作者:AnyWay中国
一媒介
霍尔电压传感器相对电磁式电压互感器而言,,,,,拥有体积幼、沉量轻、宽频带、交直流两用蹬着点,,,,,在工业测控领域得到了宽泛利用。。。。。。。
随着电力电子技术的高速发展,,,,,变频调速技术在电机驱动中利用越来越广,,,,,对选取变频调速技术的电机系统进行正确的能效计量检测,,,,,既是对变频调速技术节能成效的检测,,,,,也是变频调速技术科学、持续发展的基础。。。。。。。而霍尔电压传感器是目前变频器及风力发电机、互换牵引电机、电动汽车电机等变频电机的检试验和能效计量检测的重要丈量装置。。。。。。。本文旨在通过对霍尔电压传感器道理分解,,,,,相识霍尔电压传感器的重要特点,,,,,并以此领导工程利用。。。。。。。
图1 霍尔电压传感器实物图
二霍尔电压传感器道理
如图2所示,,,,,霍尔电压传感器重要蕴含低级线圈、磁环、次级线圈、放大电路及与低级线圈串联的限流电阻R。。。。。。。抛开限流电阻R,,,,,渣滓部门相当于一个
关环霍尔电流传感器。。。。。。。分歧之处在于该传感器的低级电流极度。。。。。。。,,,,通常为毫安级。。。。。。。
直观分析:幼信号丈量难度大,,,,,丈量精度低,,,,,因而,,,,,同样基于霍尔效应的霍尔电压传感器的机能远远低于霍尔电流传感器。。。。。。。
图2 霍尔电压传感器道理
显然,,,,,低级线圈的电流越大,,,,,电阻R的功率越大。。。。。。。过大的电流会带来如下的短处:
◆传感器亏损较大功率,,,,,并对被测回路造成影响;;;;;;
◆电阻发热量大,,,,,温度高,,,,,温漂对丈量精度的影响大;;;;;;
◆为了散发这些热量,,,,,必然增大霍尔电压传感器的体积,,,,,同时对绝缘不利。。。。。。。
上述原因决定了现实霍尔电压传感器的输入限流电阻较大,,,,,并且,,,,,测试电压越高,,,,,其阻值越大。。。。。。。
三霍尔电压传感器特点
上节分析了霍尔电压传感器道理,,,,,我们知路霍尔电压传感器的输入有一个阻值较大的电阻,,,,,且一次绕组的匝数较大。。。。。。。
客观世界中,,,,,不存在梦想的电阻元件,,,,,由于电阻元件自身拥有肯定的状态和体积,,,,,必然造成其附加的电感和电容,,,,,此表,,,,,环境的散布电感和散布电容也对电阻元件起到肯定的影响。。。。。。。如图3所示,,,,,电阻元件能够等效为电阻R与电感L串联后再与电容C并联。。。。。。。
图3 霍尔电压传感器串联的电阻元件的等效电路
图3中电阻元件的阻抗为:
上式中,,,,,Re和Xe别离为等效电阻的分量和等效电抗分量。。。。。。。
由于L、C通常较。。。。。。。,,,,1/LC较大,,,,,在ω2<<1/LC时和ω<<1/RC,,,,,上式可简化为:
通常而言,,,,,由于L很。。。。。。。,,,,第一项可忽略。。。。。。。对于第二项,,,,,当RC较幼时,,,,,极度靠近R。。。。。。。然而,,,,,当R较大时,,,,,RC不成忽略。。。。。。。
当RC相对ω不成忽略时,,,,,第二项对霍尔电压传感器的精度和带宽都有较大的影响。。。。。。。
由此得出第一个结论:选取一样技术时,,,,,输入电阻越大,,,,,散布参数对霍尔电压传感器的带宽影响越大。。。。。。。
通过度析霍尔电压传感器道理,,,,,我们知路,,,,,霍尔电压传感器低级线圈匝数较多。。。。。。。线圈匝数越多,,,,,其电感越大。。。。。。。正常情况下,,,,,多匝线圈出现显著的感性,,,,,不合合用于互换电压测试。。。。。。。但是,,,,,从霍尔电压传感器道理分析可知,,,,,霍尔电压传感器正常工作时,,,,,在赔偿绕组磁场的作用下,,,,,霍尔元件处的磁感应强度为零。。。。。。。如果低级线圈内部及表部处处磁感应强度为零,,,,,那么,,,,,线圈现实上的等效电感为零。。。。。。。这是霍尔电压传感器适合互换电压测试且通常具备较宽频带的沉要原因之一。。。。。。。
然而,,,,,低级线圈和赔偿线圈不成能齐全沉合,,,,,低级线圈内部和左近不成能磁场处处为零,,,,,存在磁。。。。。。。,,,,就必然对电流的变动起到影响,,,,,并对霍尔电压传感器的带宽造成肯定的影响。。。。。。。
为了使霍尔元件拥有足够的活络度,,,,,霍尔电压传感器的低级电流越。。。。。。。,,,,必要的匝数越多。。。。。。。匝数越多,,,,,霍尔电压传感器带宽越窄。。。。。。。
由此得出第二个结论:选取一样技术时,,,,,低级绕组匝数越多,,,,,对霍尔电压传感器的带宽越大。。。。。。。
对于霍尔电压传感器而言,,,,,思考到电流通过电阻会发热,,,,,通常而言,,,,,被测电压越高,,,,,限流电阻R越大,,,,,RC对霍尔电压传感器的影响也越大。。。。。。。被测电压越高,,,,,低级线圈的电流越。。。。。。。,,,,低级线圈的匝数越多。。。。。。。
这就是为何统一个厂家的霍尔电压传感器,,,,,随着测试电压的增高,,,,,带宽逐步降低的重要原因。。。。。。。
四常用霍尔电压传感器的技术指标
下表为常用霍尔电压传感器及
AnyWay的SP103501C型
变频功率传感器的上升功夫、精度及带宽指标,,,,,由表可知,,,,,随着测试电压的升高,,,,,霍尔电压传感器的精度降低,,,,,且上升功夫变大,,,,,带宽变窄。。。。。。。
注:由于目前大多霍尔电压传感器未颁布带宽指标,,,,,可凭据经验公式BW=0.35/tr对带宽进行估算。。。。。。。表中的带宽就是凭据此公式推算获取。。。。。。。
表中所述霍尔电压传感器的精度及带宽随着被测变动趋向与第三节的分析相符。。。。。。。此表,,,,,表中所述6400V霍尔电压传感器的带宽仅700Hz,,,,,用于互换电量时必要出格把稳。。。。。。。
在变频功率(通常也称宽频功率丈量)丈量中,,,,,目前的无数变频功率分析仪可直接丈量1kV以内的电压,,,,,霍尔电压传感器重要用于丈量1kV以上的互换电压,,,,,而1kV以上的霍尔电压传感器的精度较低、带宽较窄,,,,,用户在构建1kV以上高电压变频功率测试系统时需出格把稳。。。。。。。