Batakang prinsipyo ug pamaagi sa paggamit sa Hall karon ug boltahe sensor ug transmitter

1. Hall device

 

 

Ang aparato sa Hall usa ka klase nga magnetoelectric converter nga hinimo sa mga materyales nga semiconductor.Kung ang kontrol karon nga IC konektado sa input end, kung ang magnetic field B moagi sa magnetic sensing surface sa device, ang Hall potential VH makita sa output end.Ingon sa gipakita sa Figure 1-1.

 

 

Ang gidak-on sa Hall potensyal VH mao ang proporsyonal sa produkto sa kontrol kasamtangan nga IC ug magnetic flux density B, nga mao, VH = khicbsin Θ

 

 

Ang Hall karon nga sensor gihimo sumala sa prinsipyo sa balaod sa Ampere, nga mao, ang usa ka magnetic field nga proporsyonal sa kasamtangan nga namugna sa palibot sa kasamtangan nga nagdala konduktor, ug ang hall device gigamit sa pagsukod niini nga magnetic field.Busa, ang non-contact nga pagsukod sa kasamtangan posible.

 

 

Dili direkta nga pagsukod sa kasamtangan nga nagdala sa konduktor pinaagi sa pagsukod sa potensyal sa Hall.Busa, ang kasamtangan nga sensor nakaagi sa electrical magnetic electrical isolation conversion.

 

 

2. Hall DC detection nga prinsipyo

 

 

Ingon sa gipakita sa Figure 1-2.Tungod kay ang magnetic circuit adunay maayo nga linear nga relasyon sa output sa hall device, ang boltahe nga signal U0 output sa hall device mahimong dili direkta nga nagpakita sa gidak-on sa gisukod nga kasamtangan nga I1, nga mao, I1 ∝ B1 ∝ U0

 

 

Gi-calibrate namo ang U0 nga mahimong katumbas sa 50mV o 100mV kung ang gisukod nga kasamtangan nga I1 mao ang gi-rate nga kantidad.Kini naghimo sa hall direkta nga detection (walay amplification) kasamtangan nga sensor.

 

 

3. Hall magnetic compensation nga prinsipyo

 

 

Ang nag-unang main circuit adunay gisukod nga kasamtangan nga I1, nga makamugna og magnetic flux Φ 1. Magnetic flux nga namugna sa kasamtangan nga I2 nga gipasa sa secondary compensation coil Φ 2 nagmintinar sa magnetic balance human sa bayad, ug ang hall device kanunay anaa sa papel sa pag-ila sa zero magnetic flux.Mao nga gitawag kini nga Hall magnetic compensation current sensor.Kini nga advanced nga prinsipyo nga mode mas labaw sa direkta nga detection nga prinsipyo nga mode.Ang talagsaong mga bentaha niini mao ang paspas nga pagtubag sa panahon ug taas nga pagsukod sa katukma, nga ilabinang angay alang sa pag-ila sa huyang ug gamay nga kasamtangan.Ang prinsipyo sa Hall magnetic compensation gipakita sa Figure 1-3.

 

 

Ang hulagway 1-3 nagpakita: Φ 1= Φ duha

 

 

I1N1=I2N2

 

 

I2=NI/N2·I1

 

 

Sa diha nga ang kompensasyon nga kasamtangan nga I2 moagos pinaagi sa pagsukod sa resistensya RM, kini nakabig ngadto sa boltahe sa duha ka tumoy sa RM.Ingon usa ka sensor, sukda ang boltahe U0, nga mao, U0 = i2rm

 

 

Sumala sa prinsipyo sa Hall magnetic compensation, ang usa ka kasamtangan nga sensor nga adunay rated nga input gikan sa mga detalye sa serye gihimo.

 

 

Tungod kay ang magnetic compensation kasamtangan nga sensor kinahanglan nga samad sa liboan ka mga turno sa compensation coil sa magnetic singsing, ang gasto pagtaas;Ikaduha, ang nagtrabaho karon nga konsumo usab nagdugang nga katumbas;Bisan pa, kini adunay mga bentaha sa mas taas nga katukma ug paspas nga pagtubag kaysa direkta nga pag-inspeksyon.

 

 

4. Magnetic compensation boltahe sensor

 

 

Aron masukod ang gamay nga kasamtangan sa lebel sa Ma, sumala sa Φ 1 = i1n1, ang pagdugang sa gidaghanon sa mga turno sa N1 mahimo usab nga makakuha og taas nga magnetic flux Φ 1。 Ang gamay nga kasamtangan nga sensor nga gihimo niini nga pamaagi makasukod dili lamang sa lebel sa Ma karon, apan usab boltahe.

 

 

Lahi gikan sa kasamtangan nga sensor, sa diha nga pagsukod sa boltahe, ang multi turn winding sa nag-unang kilid sa boltahe sensor konektado sa sunod-sunod nga sa usa ka kasamtangan nga limiting resistor R1, ug unya konektado sa parallel sa gisukod boltahe U1 sa pagkuha sa kasamtangan nga I1 proporsyonal sa ang gisukod nga boltahe U1, ingon sa gipakita sa Figure 1-4.

 

 

Ang prinsipyo sa ikaduha nga bahin parehas sa sa kasamtangan nga sensor.Sa diha nga ang kompensasyon nga kasamtangan nga I2 moagos pinaagi sa pagsukod sa resistensya RM, kini nakabig ngadto sa boltahe sa duha ka tumoy sa RM ingon nga ang pagsukod boltahe U0 sa sensor, nga mao, U0 = i2rm

 

 

5. Output sa kasamtangan nga sensor

 

 

Ang direkta nga detection (non amplification) kasamtangan nga sensor adunay taas nga impedance output boltahe.Sa aplikasyon, ang load impedance kinahanglan nga labaw pa kay sa 10k Ω.Kasagaran, ang ± 50mV o ± 100mV nga gisuspinde nga boltahe sa output gipadako sa ± 4V o ± 5V nga adunay usa ka differential input proportional amplifier.Ang Figure 5-1 nagpakita sa duha ka praktikal nga sirkito alang sa pakisayran.

 

 

(a) Ang numero makatagbo sa kinatibuk-ang mga kinahanglanon sa katukma;(b) Ang graph adunay maayo nga performance ug angay alang sa mga okasyon nga adunay taas nga mga kinahanglanon sa katukma.

 

 

Ang direkta nga detection amplified current sensor adunay taas nga impedance output boltahe.Sa aplikasyon, ang load impedance kinahanglan nga labaw pa kay sa 2K Ω.

 

 

Magnetic kompensasyon kasamtangan, boltahe magnetic kompensasyon kasamtangan ug boltahe sensor mao ang kasamtangan nga output matang.Makita gikan sa numero 1-3 nga ang "m" nga tumoy konektado sa suplay sa kuryente "O"

 

 

Ang terminal mao ang agianan sa kasamtangan nga I2.Busa, ang signal output gikan sa "m" katapusan sa sensor mao ang usa ka kasamtangan nga signal.Ang kasamtangan nga signal mahimong mapasa sa layo sa usa ka piho nga range ug ang katukma mahimong garantiya.Sa paggamit, ang pagsukod sa resistensya RM kinahanglan lamang nga gidisenyo sa sekundaryong instrumento input o terminal control panel interface.

 

 

Aron masiguro ang taas nga katukma nga pagsukod, ang pagtagad kinahanglan ibayad sa: ① ang katukma sa pagsukol sa pagsukod kasagarang gipili ingon nga pagsukol sa pelikula sa metal, nga adunay katukma nga ≤± 0.5%.Tan-awa ang Talaan 1-1 para sa mga detalye.② ang circuit input impedance sa sekondaryang instrumento o terminal control board kinahanglan nga labaw pa sa 100 ka pilo nga mas dako kaysa pagsukol sa pagsukod.

 

 

6. Pagkalkula sa sampling boltahe ug pagsukod sa resistensya

 

 

Gikan sa miaging pormula

 

 

U0=I2RM

 

 

RM=U0/I2

 

 

Diin: U0 - gisukod nga boltahe, nailhan usab nga sampling boltahe (V).

 

 

I2 - secondary coil kompensasyon kasamtangan (a).

 

 

RM - pagsukod sa resistensya (Ω).

 

 

Kung gikalkula ang I2, ang output nga kasamtangan (gi-rate nga epektibo nga kantidad) I2 nga katumbas sa gisukod nga kasamtangan (gi-rate nga epektibo nga kantidad) I1 mahibal-an gikan sa lamesa sa teknikal nga parameter sa magnetic compensation current sensor.Kung ang I2 i-convert sa U0 = 5V, tan-awa ang Table 1-1 para sa RM nga pagpili.

 

 

7. Pagkalkula sa saturation point ug * dako nga gisukod nga kasamtangan

 

 

Makita gikan sa figure 1-3 nga ang circuit sa output current I2 mao ang: v+ → Collector Emitter sa final power amplifier → N2 → RM → 0. Ang katumbas nga resistensya sa circuit gipakita sa Figure 1-6.(ang sirkito sa v-~ 0 parehas, ug ang kasamtangan kaatbang)

 

 

Kung ang output nga kasamtangan nga i2 * dako, ang kasamtangan nga bili dili na motaas uban sa pagtaas sa I1, nga gitawag nga saturation point sa sensor.

 

 

Kalkulahin sumala sa mosunod nga pormula

 

 

I2max=V+-VCES/RN2+RM

 

 

Diin: V + - positibo nga suplay sa kuryente (V).

 

 

Vces - Collector Saturation Voltage sa power tube, (V) kasagaran 0.5V.

 

 

RN2 – DC internal nga pagsukol sa secondary coil (Ω), tan-awa ang lamesa 1-2 para sa mga detalye.

 

 

RM - pagsukod sa resistensya (Ω).

 

 

Makita gikan sa kalkulasyon nga ang saturation point nausab sa pagbag-o sa gisukod nga resistensya RM.Kung matino ang gisukod nga resistensya nga RM, adunay usa ka tino nga punto sa saturation.Kalkulahin ang * dako nga gisukod nga kasamtangan nga i1max sumala sa mosunod nga pormula: i1max = i1/i2 · i2max

 

 

Kung gisukod ang AC o pulso, kung matino ang RM, kuwentaha ang * dako nga gisukod nga kasamtangan nga i1max.Kung ang i1max nga kantidad mas ubos kaysa sa peak nga kantidad sa AC karon o mas ubos kaysa sa pulso amplitude, kini ang hinungdan sa output waveform clipping o amplitude limiting.Niini nga kaso, pagpili og mas gamay nga RM aron masulbad.

 

 

8. Pananglitan sa kalkulasyon:

 

 

Pananglitan 1

 

 

Kuhaa ang kasamtangan nga sensor lt100-p isip pananglitan:

 

 

(1) Gikinahanglan ang pagsukod

 

 

Rated nga kasamtangan: DC

 

 

* Taas nga kasamtangan: DC (sobra nga oras sa ≤ 1 minuto / oras)

 

 

(2) Pangitaa ang lamesa ug hibal-i

 

 

Pagtrabaho nga boltahe: gipalig-on nga boltahe ± 15V, coil internal nga pagsukol 20 Ω (tan-awa ang lamesa 1-2 alang sa mga detalye)

 

 

Output kasamtangan: (rated nga bili)

 

 

(3) Gikinahanglan sampling boltahe: 5V

 

 

Kalkulahin kung ang gisukod nga kasamtangan ug sampling nga boltahe angay ba

 

 

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)

 

 

Nahibal-an gikan sa mga resulta sa kalkulasyon sa ibabaw nga ang mga kinahanglanon sa (1) ug (3) natuman.

 

 

9. Deskripsyon ug pananglitan sa magnetic compensation voltage sensor

 

 

Ang sensor sa boltahe sa Lv50-p adunay panguna ug sekundaryong resistensya sa elektrisidad ≥ 4000vrms (50hz.1min), nga gigamit sa pagsukod sa mga boltahe sa DC, AC ug pulso.Kung gisukod ang boltahe, sumala sa rating sa boltahe, ang usa ka kasamtangan nga naglimite nga resistor konektado sa serye sa panguna nga bahin + HT terminal, nga mao, ang gisukod nga boltahe nakakuha sa panguna nga bahin sa karon pinaagi sa resistor.

 

 

U1/r1 = I1, R1 = u1/10ma ​​(K Ω), ang gahum sa pagsukol kinahanglan nga 2 ~ 4 ka pilo nga mas dako kay sa kalkulado nga bili, ug ang katukma sa pagsukol kinahanglan nga ≤± 0.5%.Ang R1 precision wire wound power resistor mahimong ma-order sa tiggama.

 

 

10. Wiring nga pamaagi sa kasamtangan nga sensor

 

 

(1) Ang wiring diagram sa direktang inspeksyon (walay amplification) kasamtangan nga sensor gipakita sa Figure 1-7.

 

 

(a) Ang numero nagpakita sa p-type (giimprinta nga board pin type) nga koneksyon, (b) ang numero nagpakita sa C-type (socket plug type) nga koneksyon, vn VN nagrepresentar sa Hall output boltahe.

 

 

(2) Ang wiring diagram sa direktang inspeksyon nga gipadako sa kasamtangan nga sensor gipakita sa Figure 1-8.

 

 

(a) Ang numero mao ang p-type nga koneksyon, (b) ang numero mao ang C-type nga koneksyon, diin ang U0 nagrepresentar sa output boltahe ug ang RL nagrepresentar sa load resistance.

 

 

(3) Ang wiring diagram sa magnetic compensation current sensor gipakita sa Figure 1-9.

 

 

(a) Ang numero nagpakita sa p-type nga koneksyon, (b) ang numero nagpakita sa C-type nga koneksyon (timan-i nga ang ikatulo nga pin sa upat ka pin socket usa ka walay sulod nga pin)

 

 

Ang giimprinta nga board pin nga paagi sa koneksyon sa tulo ka mga sensor sa ibabaw nahiuyon sa pamaagi sa paghan-ay sa tinuod nga butang, ug ang pamaagi sa koneksyon sa socket plug nahiuyon usab sa pamaagi sa paghan-ay sa tinuod nga butang, aron malikayan ang mga sayup sa mga wiring.

 

 

Sa ibabaw nga wiring diagram, ang gisukod nga kasamtangan nga I1 sa main circuit adunay usa ka arrow sa lungag aron ipakita ang positibo nga direksyon sa kasamtangan, ug ang positibo nga direksyon sa kasamtangan gimarkahan usab sa pisikal nga kabhang.Kini tungod kay ang kasamtangan nga sensor nagtakda nga ang positibo nga direksyon sa gisukod nga kasamtangan nga I1 parehas nga polarity sa output nga kasamtangan nga I2.Importante kini sa tulo ka hugna nga AC o multi-channel DC detection.

 

 

11. Nagtrabaho nga suplay sa kuryente sa kasamtangan ug boltahe nga sensor

 

 

Ang kasamtangan nga sensor usa ka aktibo nga module, sama sa mga aparato sa hall, mga amplifier sa operasyon ug katapusan nga mga tubo sa kuryente, nga ang tanan nanginahanglan nagtrabaho nga suplay sa kuryente ug pagkonsumo sa kuryente.Ang Figure 1-10 usa ka praktikal nga schematic diagram sa usa ka tipikal nga suplay sa kuryente nga nagtrabaho.

 

 

(1) Ang output ground terminal konektado sa sentro sa dako nga electrolysis alang sa pagkunhod sa kasaba.

 

 

(2) Kapasidad gamay UF, diode 1N4004.

 

 

(3) Ang transformer nagdepende sa konsumo sa kuryente sa sensor.

 

 

(4) Ang nagtrabaho nga kasamtangan sa sensor.

 

 

Direktang inspeksyon (walay amplification) konsumo sa kuryente: * 5mA;Direkta nga detection amplification power consumption: * dako ± 20mA;Magnetic compensation nga konsumo sa kuryente: 20 + output karon* Dako nga konsumo sa nagtrabaho nga kasamtangan 20 + kaduha sa output kasamtangan.Ang konsumo sa kuryente mahimong kalkulado sumala sa gigamit nga nagtrabaho nga kasamtangan.

 

 

12. Mga pag-amping alang sa paggamit sa mga sensor karon ug boltahe

 

 

(1) Ang kasamtangan nga sensor kinahanglan nga husto nga pagpili sa mga produkto sa lain-laing mga specifications sumala sa rated epektibo nga bili sa gisukod kasamtangan.Kung ang gisukod nga kasamtangan molapas sa limitasyon sa dugay nga panahon, kini makadaot sa end pole power amplifier tube (nagtumong sa magnetic compensation type).Sa kinatibuk-an, ang gidugayon sa kaduha sa overload nga kasamtangan dili molapas sa 1 ka minuto.

 

 

(2) Ang sensor sa boltahe kinahanglan nga konektado sa usa ka kasamtangan nga naglimite sa resistor R1 sa serye sa nag-unang bahin sumala sa mga instruksyon sa produkto, aron ang panguna nga bahin makakuha sa rated nga kasamtangan.Sa kinatibuk-an, ang gidugayon sa doble nga overvoltage dili molapas sa 1 minuto.

 

 

(3) Ang maayo nga katukma sa kasamtangan ug boltahe nga sensor nakuha ubos sa kondisyon sa nag-unang kilid nga rating, mao nga kung ang gisukod nga kasamtangan mas taas kay sa rated nga bili sa kasamtangan nga sensor, ang katugbang nga dako nga sensor kinahanglan nga mapili;Kung ang gisukod nga boltahe mas taas kaysa sa gimarkahan nga kantidad sa sensor sa boltahe, kinahanglan nga i-adjust ang kasamtangan nga pagsukol sa limitasyon.Kung ang gisukod nga sulud dili mubu sa 1/2 sa gimarkahan nga kantidad, aron makuha ang maayo nga katukma, ang pamaagi sa daghang mga pagliko mahimong magamit.

 

 

(4) Ang mga sensor nga adunay insulasyon nga 3KV ug makasukol sa boltahe mahimong normal nga molihok sa mga sistema sa AC nga 1kV paubos ug mga sistema sa DC nga 1.5kV paubos sa dugay nga panahon.Ang mga sensor sa 6kV mahimong molihok nga normal sa mga sistema sa AC nga 2KV ug ubos ug mga sistema sa DC nga 2.5KV ug ubos sa dugay nga panahon.Pag-amping nga dili gamiton kini ubos sa sobrang presyur.

 

 

(5) Kung gigamit sa mga aparato nga nanginahanglan maayo nga dinamikong mga kinaiya, * dali gamiton ang usa ka tumbaga nga aluminum busbar ug motakdo sa aperture.Ang pag-ilis sa gagmay o daghan pa nga mga liko sa dagko makaapekto sa dinamikong mga kinaiya.

 

 

(6) Kung gigamit sa taas nga kasamtangan nga sistema sa DC, kung ang nagtrabaho nga suplay sa kuryente bukas nga sirkito o sayup sa pipila ka hinungdan, ang puthaw nga kinauyokan magpatunghag daghang remanence, nga angayan nga hatagan pagtagad.Ang remanence makaapekto sa katukma.Ang pamaagi sa demagnetization mao ang pag-on sa usa ka AC sa panguna nga bahin nga wala magdugang usa ka nagtrabaho nga suplay sa kuryente ug anam-anam nga pagkunhod sa kantidad niini.

 

 

(7) Ang anti-external magnetic field nga abilidad sa sensor mao ang: usa ka kasamtangan nga 5 ~ 10cm ang gilay-on gikan sa sensor, nga labaw pa sa doble sa kasamtangan nga bili sa orihinal nga bahin sa sensor, ug ang magnetic field interference nga namugna mahimong pugngan.Sa diha nga ang mga kable sa tulo ka hugna nga taas nga kasamtangan, ang gilay-on tali sa mga hugna kinahanglan nga labaw pa sa 5 ~ 10cm.

 

 

(8) Aron mahimo ang sensor nga molihok sa usa ka maayo nga kahimtang sa pagsukod, usa ka yano nga tipikal nga regulated power supply nga gipaila sa Figure 1-10 kinahanglan gamiton.

 

 

(9) Ang magnetic saturation point ug circuit saturation point sa sensor naghimo niini nga adunay kusog nga overload nga kapasidad, apan ang overload nga kapasidad limitado sa panahon.Kung gisulayan ang sobra nga kapasidad, ang sobra nga karga nga sobra sa 2 ka beses dili molapas sa 1 minuto.

 

 

(10) Ang temperatura sa nag-unang kasamtangan nga bus kinahanglan dili molapas sa 85 ℃, nga gitino sa mga kinaiya sa ABS engineering plastics.Ang mga tiggamit adunay espesyal nga mga kinahanglanon ug makapili sa taas nga temperatura nga plastik ingon nga kabhang.

 

 

13. Mga bentaha sa kasamtangan nga sensor nga gigamit

 

 

(1) Non contact detection.Sa pagtukod pag-usab sa imported nga mga ekipo ug sa teknikal nga pagbag-o sa daan nga mga ekipo, kini nagpakita sa pagkalabaw sa non-contact sukod;Ang kasamtangan nga bili mahimong masukod nga walay bisan unsa nga kausaban sa electrical wiring sa orihinal nga ekipo.

 

 

(2) Ang disbentaha sa paggamit sa shunt mao nga kini dili mahimong electrically isolated, ug adunay usab insertion loss.Kon mas dako ang kasamtangan, mas dako ang pagkawala, ug mas dako ang volume.Nakaplagan usab sa mga tawo nga ang shunt adunay dili kalikayan nga inductance kung makit-an ang high-frequency ug taas nga sulud, ug dili gyud kini mapasa ang gisukod nga karon nga waveform, labi na ang non sine wave type.Ang kasamtangan nga sensor bug-os nga nagwagtang sa mga disadvantages sa ibabaw sa shunt, ug ang katukma ug output boltahe nga bili mahimong sama sa sa shunt, sama sa katukma nga lebel 0.5, 1.0, output boltahe nga lebel 50, 75mV ug 100mV.

 

 

(3) Kombenyente kaayo kini gamiton.Pagkuha ug lt100-c nga sensor karon, ikonektar ang 100mA analog meter o digital multimeter sa serye sa M end ug ang zero end sa power supply, ikonektar ang nagtrabaho nga power supply, ug ibutang ang sensor sa wire circuit, aron ang kasamtangan bili sa nag-unang sirkito 0 ~ 100A mahimong tukma nga gipakita.

 

 

(4) Bisan tuod ang tradisyonal nga kasamtangan ug boltahe nga transformer adunay daghang nagtrabaho nga kasamtangan ug boltahe nga lebel ug adunay taas nga katukma ubos sa gitakda nga sinusoidal nga frequency sa pagtrabaho, kini mahimong mopahiangay sa usa ka pig-ot nga frequency band ug dili makapadala sa DC.Dugang pa, adunay kulbahinam nga kasamtangan sa panahon sa operasyon, mao nga kini usa ka inductive device, busa ang oras sa pagtubag niini mahimo lamang nga napulo ka milliseconds.Sama sa nahibal-an natong tanan, sa higayon nga ang ikaduha nga bahin sa kasamtangan nga transformer bukas nga sirkito, kini makahimo og taas nga boltahe nga peligro.Sa paggamit sa microcomputer detection, gikinahanglan ang multi-channel signal acquisition.Ang mga tawo nangita usa ka paagi aron mahimulag ug mangolekta mga signal


Oras sa pag-post: Hul-06-2022