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开关型霍尔传感器的特性和霍尔效应电流传感器的区别

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(一)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。

(二)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。

霍尔电流传感器(hall effect sensor)的特性

(一)线性型霍尔传感器的特性

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。

(二)开关型霍尔传感器的特性

当外加的磁感应强度超过动作点Bop时,传感器输出低电平,当磁感应强度降到动作点Bop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。Bop与BRP之间的滞后使开关动作更为可靠。

当磁感应强度超过动作点Bop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。

霍尔传感器的应用:按被检测对象的性质可将它们的应用分为:直接应用和间接应用。前者是直接检测受检对象本身的磁场或磁特性,后者是检测受检对象上人为设置的磁场,这个磁场是被检测的信息的载体,通过它,将许多非电、非磁的物理量,例如速度、加速度、角度、角速度、转数、转速以及工作状态发生变化的时间等,转变成电学量来进行检测和控制开关电源、保险丝

使用霍尔传感器,只要再配置一块小永久磁铁就很容易做成车门是否关好的指示器,例如公共汽车的三个门必须关闭,司机才可开车。电路如图11所示,三片开关型霍尔传感器分别装在汽车的三个门框上,在车门适当位置各固定一块磁钢,当车门开着时,磁钢远离霍尔开关,输出端为高电平。若三个门中有一个未关好,则或非门输出为低电平,红灯亮,表示还有门未关好,若三个门都关好,则或非门输出为高电平,绿灯亮,表示车门关好,司机可放心开车。

霍尔效应于1879年由Edwin Herbert Hall发现。他观察到一种作用于穿过磁通密度的运动电荷的力。当一个控制电流穿过该磁场时,载流子由于受到外加磁通密度所产生的洛仑兹力的影响,其轨迹发生偏移。这种偏移导致更多的载流子在导体的一端聚集,从而在导体两端形成一个电势差,这就是霍尔电压。霍尔效应的某些原理与温度相关,这就意味着,霍尔效应电流传感器和电压传感器(voltage sensor)必须包括或提供某种形式的温度补,而这会导致传感器体积和成本的增加。霍尔效应最简单实用的应用是开环传感器,它提供了体积最小、质量最轻、成本最低的电流测量解决方案,同时功耗也非常低。开环传感器可以测量直流、交流和复杂电流波形,同时还提供电流隔离。不过,开环传感器有一定局限性,例如磁路中的磁损耗导致的响应时间长及带宽不足、与温度相关的增益漂移相对较大。

相比之下,闭环传感器,也叫霍尔效应补偿式或“零磁通式”传感器,它利用霍尔元件电压在次级线圈中产生一个补偿电流,从而使总磁通量等于零。在零磁通量条件下运行霍尔元件消除随温度变化的增益漂移,这种结构还有一种显著的优势,可以扩大传感器带宽、缩

短响应时间。不过,其主要不足是次级电源的电流消耗高,因为它必须提供补偿电流和偏置电流。

正因为它的局限性,导致霍尔效应电流传感器(current sensor)(不再适用一些领域,尤其是MRI扫描领域。而香港恒发科技推出的解决方案主要针对这个应用领域,与霍尔效应技术相当,但是具备明显优势。它是一种双轴磁通门闭环传感器,也就是知名的HPCT。由于磁通门技术已经普及了一段时间,所以LEM可以采用这种技术并加以改良。最终研发的传感器精度非常高,温度失调漂移非常低,时间稳定性非常高。优秀的线性度、超低的输出噪声提高了HPCT的精度和分辨率,而超大测量带宽(直流到200kHz,-3dB)确保了该传感器广泛的应用领域。 对于较高频率范围,次级电流由两个次级线圈(Ws1和Ws2)之间产生的变压器效应产生。对于较低频率范围(包括直流),传感器起闭环磁通门传感器的作用,此时绕组Ws3和 Ws4用作磁通门感应线圈。除了用于精确控制医学成像系统的梯度放大器上电流以外, HPCT同样适用于其他需要高精度测量的场合,如精确电流调节电源内的反馈测量、试验台电源分析校准设备及实验室及计量仪器的电流测量电流变送器和电压变送器。

单电源霍尔电流传感器

3.3V电流传感器

单电源电流传感器

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