Pagrindinis Holo srovės ir įtampos jutiklio bei siųstuvo principas ir taikymo būdas

1. Salės įrenginys

 

 

Hall įrenginys yra tam tikras magnetoelektrinis keitiklis, pagamintas iš puslaidininkinių medžiagų.Jei valdymo srovė IC yra prijungta prie įvesties galo, kai magnetinis laukas B praeina per prietaiso magnetinį jutimo paviršių, išėjimo gale atsiranda Holo potencialas VH.Kaip parodyta 1-1 pav.

 

 

Holo potencialo dydis VH yra proporcingas valdymo srovės IC ir magnetinio srauto tankio B sandaugai, tai yra, VH = khicbsin Θ

 

 

Holo srovės jutiklis pagamintas pagal Ampero dėsnio principą, tai yra, aplink srovę nešantį laidininką sukuriamas srovei proporcingas magnetinis laukas, o šiam magnetiniam laukui matuoti naudojamas salės įrenginys.Todėl galimas nekontaktinis srovės matavimas.

 

 

Netiesiogiai išmatuokite srovės laidininko srovę, matuodami Hall potencialą.Todėl srovės jutiklis buvo pakeistas elektrine magnetine elektrine izoliacija.

 

 

2. Hall DC aptikimo principas

 

 

Kaip parodyta 1-2 pav.Kadangi magnetinė grandinė turi gerą tiesinį ryšį su salės įrenginio išėjimu, salės įrenginio išvestas įtampos signalas U0 gali netiesiogiai atspindėti išmatuotos srovės dydį I1, ty I1 ∝ B1 ∝ U0.

 

 

Kalibruojame U0, kad jis būtų lygus 50 mV arba 100 mV, kai išmatuota srovė I1 yra vardinė vertė.Tai leidžia tiesiogiai aptikti salės (be stiprinimo) srovės jutiklį.

 

 

3. Salės magnetinio kompensavimo principas

 

 

Pirminėje pagrindinėje grandinėje yra išmatuota srovė I1, kuri generuos magnetinį srautą Φ 1. Magnetinis srautas, kurį generuoja srovė I2, praleidžiama antrinės kompensacinės ritės Φ 2, palaiko magnetinį balansą po kompensavimo, o salės įrenginys visada atlieka nulinio magnetinio aptikimo funkciją. srautas.Taigi jis vadinamas Hall magnetinio kompensavimo srovės jutikliu.Šis išplėstinio principo režimas yra pranašesnis už tiesioginio aptikimo principo režimą.Jo išskirtiniai pranašumai yra greitas atsako laikas ir didelis matavimo tikslumas, kuris ypač tinka silpnai ir mažai srovei aptikti.Holo magnetinio kompensavimo principas parodytas 1-3 pav.

 

 

1-3 paveiksle parodyta: Φ 1= Φ du

 

 

I1N1=I2N2

 

 

I2=NI/N2·I1

 

 

Kai kompensacinė srovė I2 ​​teka per matavimo varžą RM, ji abiejuose RM galuose paverčiama įtampa.Kaip jutiklį išmatuokite įtampą U0, tai yra, U0 = i2rm

 

 

Pagal Holo magnetinio kompensavimo principą yra pagamintas srovės jutiklis su vardine įvestimi nuo iki serijos specifikacijų.

 

 

Kadangi magnetinio kompensavimo srovės jutiklis turi būti suvyniotas su tūkstančiais kompensavimo ritės apsisukimų ant magnetinio žiedo, kaina didėja;Antra, atitinkamai didėja ir darbinės srovės suvartojimas;Tačiau jis turi didesnį tikslumą ir greitą reagavimą nei tiesioginis patikrinimas.

 

 

4. Magnetinio kompensavimo įtampos jutiklis

 

 

Norint išmatuoti mažą Ma lygio srovę, pagal Φ 1 = i1n1, padidinus N1 apsisukimų skaičių, taip pat galima gauti didelį magnetinį srautą Φ 1。 Šiuo metodu pagamintas mažas srovės jutiklis gali matuoti ne tik Ma lygio srovę, bet ir įtampa.

 

 

Skirtingai nuo srovės jutiklio, matuojant įtampą, kelių apsisukimų apvija pirminėje įtampos jutiklio pusėje yra nuosekliai sujungta su srovę ribojančiu rezistoriumi R1, o po to prijungiama lygiagrečiai su išmatuota įtampa U1, kad būtų gauta srovė I1, proporcinga išmatuota įtampa U1, kaip parodyta 1-4 pav.

 

 

Antrinės pusės principas yra toks pat kaip ir srovės jutiklio.Kai kompensacinė srovė I2 ​​teka per matavimo varžą RM, ji abiejuose RM galuose paverčiama įtampa kaip jutiklio matavimo įtampa U0, ty U0 = i2rm

 

 

5. Srovės jutiklio išėjimas

 

 

Tiesioginio aptikimo (ne stiprinimo) srovės jutiklis turi didelės varžos išėjimo įtampą.Taikant apkrovos varža turi būti didesnė nei 10k Ω.Paprastai jo ± 50 mV arba ± 100 mV pakabinama išėjimo įtampa padidinama iki ± 4 V arba ± 5 V naudojant diferencialinį įvesties proporcingą stiprintuvą.5-1 paveiksle parodytos dvi praktinės nuorodos grandinės.

 

 

a) figūra gali atitikti bendruosius tikslumo reikalavimus;(b) Grafikas pasižymi geru našumu ir tinka tais atvejais, kai keliami dideli tikslumo reikalavimai.

 

 

Tiesioginio aptikimo sustiprintos srovės jutiklis turi didelės varžos išėjimo įtampą.Taikant apkrovos varža turi būti didesnė nei 2K Ω.

 

 

Magnetinės kompensacinės srovės, įtampos magnetinės kompensacinės srovės ir įtampos jutikliai yra srovės išvesties tipai.Iš 1-3 pav. matyti, kad "m" galas yra prijungtas prie maitinimo šaltinio "O"

 

 

Terminalas yra srovės I2 kelias.Todėl signalas iš jutiklio „m“ galo yra srovės signalas.Srovės signalas gali būti perduodamas nuotoliniu būdu tam tikru diapazonu ir gali būti garantuotas tikslumas.Naudojant, matavimo varža RM turi būti suprojektuota tik antriniame prietaiso įėjime arba terminalo valdymo skydelio sąsajoje.

 

 

Siekiant užtikrinti aukštą matavimo tikslumą, reikia atkreipti dėmesį į: ① varžos matavimo tikslumas paprastai pasirenkamas kaip metalinės plėvelės atsparumas, kurio tikslumas yra ≤± 0,5%.Daugiau informacijos rasite 1-1 lentelėje.② antrinio prietaiso arba terminalo valdymo plokštės grandinės įvesties varža turi būti daugiau nei 100 kartų didesnė už matavimo varžą.

 

 

6. Mėginių ėmimo įtampos ir varžos matavimo skaičiavimas

 

 

Iš ankstesnės formulės

 

 

U0=I2RM

 

 

RM=U0/I2

 

 

Kur: U0 – išmatuota įtampa, dar žinoma kaip atrankos įtampa (V).

 

 

I2 – antrinės ritės kompensavimo srovė (a).

 

 

RM – išmatuoti varžą (Ω).

 

 

Skaičiuojant I2, iš magnetinio kompensavimo srovės jutiklio techninių parametrų lentelės galima sužinoti išėjimo srovę (vardinę efektyviąją vertę) I2, atitinkančią išmatuotą srovę (vardinę efektyviąją vertę) I1.Jei I2 reikia konvertuoti į U0 = 5 V, žr. 1-1 lentelę, kaip pasirinkti RM.

 

 

7. Soties taško ir * didelės išmatuotos srovės apskaičiavimas

 

 

Iš 1-3 pav. matyti, kad išėjimo srovės I2 grandinė yra: v+ → Galutinio galios stiprintuvo kolektorius Emiteris → N2 → RM → 0. Ekvivalentinė grandinės varža parodyta 1-6 pav.(v- ~ 0 grandinė yra tokia pati, o srovė priešinga)

 

 

Kai išėjimo srovė i2* yra didelė, srovės vertė nebedidės didėjant I1, kuris vadinamas jutiklio prisotinimo tašku.

 

 

Apskaičiuokite pagal šią formulę

 

 

I2max=V+-VCES/RN2+RM

 

 

Kur: V + – teigiamas maitinimo šaltinis (V).

 

 

Vces – maitinimo vamzdžio kolektoriaus prisotinimo įtampa (V) paprastai yra 0,5 V.

 

 

RN2 – DC vidinė antrinės ritės varža (Ω), detaliau žr. 1-2 lentelę.

 

 

RM – išmatuoti varžą (Ω).

 

 

Iš skaičiavimo matyti, kad soties taškas keičiasi keičiantis išmatuotai varžai RM.Kai nustatoma išmatuota varža RM, yra tam tikras soties taškas.Apskaičiuokite * didelę išmatuotą srovę i1max pagal šią formulę: i1max = i1/i2 · i2max

 

 

Matuodami kintamąją srovę arba impulsą, kai nustatomas RM, apskaičiuokite * didelę išmatuotą srovę i1max.Jei i1max vertė yra mažesnė už didžiausią kintamosios srovės vertę arba mažesnė už impulso amplitudę, tai sukels išėjimo bangos formos nukirpimą arba amplitudės apribojimą.Tokiu atveju rinkitės mažesnį RM.

 

 

8. Skaičiavimo pavyzdys:

 

 

1 pavyzdys

 

 

Kaip pavyzdį paimkite srovės jutiklį lt100-p:

 

 

(1) Būtinas matavimas

 

 

Nominali srovė: DC

 

 

*Didelė srovė: DC (perkrovos laikas ≤ 1 minutė / valanda)

 

 

(2) Pažvelkite į lentelę ir sužinokite

 

 

Darbinė įtampa: stabilizuota įtampa ± 15 V, ritės vidinė varža 20 Ω (išsamiau žr. 1-2 lentelę)

 

 

Išėjimo srovė: (vardinė vertė)

 

 

(3) Reikalinga mėginių ėmimo įtampa: 5 V

 

 

Apskaičiuokite, ar išmatuota srovė ir mėginių ėmimo įtampa yra tinkamos

 

 

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)

 

 

Iš aukščiau pateiktų skaičiavimo rezultatų žinoma, kad (1) ir (3) reikalavimai yra įvykdyti.

 

 

9. Magnetinio kompensavimo įtampos jutiklio aprašymas ir pavyzdys

 

 

Lv50-p įtampos jutiklis turi pirminę ir antrinę elektrinę varžą ≥ 4000vrms (50hz.1min), kuri naudojama nuolatinei, kintamajai ir impulsinei įtampai matuoti.Matuojant įtampą, pagal nominalią įtampą prie pirminės pusės + HT gnybto nuosekliai jungiamas srovės ribojantis rezistorius, tai yra, išmatuota įtampa per rezistorių gauna pirminės pusės srovę.

 

 

U1/r1 = I1, R1 = u1/10ma ​​(K Ω), varžos galia turi būti 2 ~ 4 kartus didesnė už apskaičiuotą vertę, o varžos tikslumas turi būti ≤± 0,5%.Gamintojas gali užsakyti R1 precizinį vielos apvyniotą maitinimo rezistorių.

 

 

10. Srovės jutiklio prijungimo būdas

 

 

(1) Tiesioginio tikrinimo (be stiprinimo) srovės jutiklio laidų schema parodyta 1-7 pav.

 

 

(a) Paveikslėlyje parodyta p tipo (spausdintinės plokštės kaiščio tipo) jungtis, (b) paveikslėlyje parodyta C tipo (kištukinio lizdo tipo) jungtis, vn VN reiškia Hall išėjimo įtampą.

 

 

(2) Tiesioginio tikrinimo sustiprintos srovės jutiklio laidų schema parodyta 1-8 pav.

 

 

(a) Paveikslas yra p tipo jungtis, (b) paveikslas yra C tipo jungtis, kurioje U0 reiškia išėjimo įtampą, o RL - apkrovos varžą.

 

 

(3) Magnetinio kompensavimo srovės jutiklio laidų schema parodyta 1-9 pav.

 

 

(a) Paveikslėlyje parodyta p tipo jungtis, (b) paveikslėlyje parodyta C tipo jungtis (atkreipkite dėmesį, kad trečiasis keturių kontaktų lizdo kaištis yra tuščias kaištis)

 

 

Pirmiau minėtų trijų jutiklių spausdintinės plokštės kaiščio prijungimo būdas atitinka tikrojo objekto išdėstymo metodą, o kištukinio lizdo prijungimo būdas taip pat atitinka tikro objekto išdėstymo metodą, kad būtų išvengta laidų klaidų.

 

 

Aukščiau pateiktoje laidų schemoje pagrindinės grandinės išmatuotoje srovėje I1 yra rodyklė, rodanti teigiamą srovės kryptį, o teigiama srovės kryptis taip pat pažymėta ant fizinio apvalkalo.Taip yra todėl, kad srovės jutiklis nustato, kad teigiama išmatuotos srovės I1 kryptis yra tokio paties poliškumo kaip ir išėjimo srovės I2.Tai svarbu trifazio kintamosios srovės arba kelių kanalų nuolatinės srovės aptikimui.

 

 

11. Srovės ir įtampos jutiklio darbinis maitinimo šaltinis

 

 

Srovės jutiklis yra aktyvus modulis, pvz., salės įrenginiai, operaciniai stiprintuvai ir galutiniai maitinimo vamzdžiai, kuriems visiems reikia darbinio maitinimo ir energijos suvartojimo.1-10 pav. yra praktinė tipinio darbinio maitinimo šaltinio schema.

 

 

(1) Išvesties įžeminimo gnybtas yra centralizuotai prijungtas prie didelės elektrolizės, kad būtų sumažintas triukšmas.

 

 

(2) UF talpos bitas, diodas 1N4004.

 

 

(3) Transformatorius priklauso nuo jutiklio energijos suvartojimo.

 

 

(4) Jutiklio darbinė srovė.

 

 

Tiesioginio patikrinimo (be stiprinimo) energijos suvartojimas: * 5mA;Tiesioginio aptikimo stiprinimo energijos suvartojimas: * didelis ± 20mA;Magnetinio kompensavimo energijos suvartojimas: 20 + išėjimo srovė* Didelis darbinės srovės suvartojimas 20 + dvigubai didesnė nei išėjimo srovė.Energijos sąnaudas galima apskaičiuoti pagal sunaudotą darbinę srovę.

 

 

12. Atsargumo priemonės naudojant srovės ir įtampos jutiklius

 

 

(1) Srovės jutiklis turi tinkamai parinkti skirtingų specifikacijų gaminius pagal nominalią efektyviąją išmatuotos srovės vertę.Jei išmatuota srovė ilgą laiką viršija ribą, tai sugadins galios stiprintuvo galinį polių vamzdelį (atsižvelgiant į magnetinio kompensavimo tipą).Paprastai dvigubos perkrovos srovės trukmė neturi viršyti 1 minutės.

 

 

(2) Įtampos jutiklis turi būti nuosekliai sujungtas su srovę ribojančiu rezistoriumi R1 pirminėje pusėje pagal gaminio instrukcijas, kad pirminė pusė galėtų gauti vardinę srovę.Paprastai dvigubos viršįtampio trukmė neturi viršyti 1 minutės.

 

 

(3) Geras srovės ir įtampos jutiklio tikslumas pasiekiamas esant pirminio šoninio įvertinimo sąlygai, todėl kai išmatuota srovė yra didesnė už srovės jutiklio vardinę vertę, reikia pasirinkti atitinkamą didelį jutiklį;Kai išmatuota įtampa yra didesnė už įtampos jutiklio vardinę vertę, srovės ribinė varža turi būti iš naujo sureguliuota.Kai išmatuota srovė yra mažesnė nei 1/2 vardinės vertės, norint pasiekti gerą tikslumą, galima naudoti kelių apsisukimų metodą.

 

 

(4) Jutikliai su 3KV izoliacija ir atsparia įtampa ilgą laiką gali normaliai veikti 1 kV ir mažesnės kintamosios srovės sistemose bei 1,5 kV ir žemesnės srovės sistemose.6kV jutikliai gali normaliai veikti 2KV ir mažesnės kintamosios srovės sistemose ir 2,5KV ir mažesnės nuolatinės srovės sistemose ilgą laiką.Būkite atsargūs ir nenaudokite jų esant per dideliam slėgiui.

 

 

(5) Naudojant įrenginiuose, kuriems reikalingos geros dinaminės charakteristikos, * paprasta naudoti vieną varinę aliuminio šyną ir sutapti su diafragma.Mažų ar daugiau posūkių pakeitimas dideliais paveiks dinamines charakteristikas.

 

 

(6) Naudojant didelės srovės nuolatinės srovės sistemoje, jei darbinis maitinimo šaltinis yra atvira grandinė arba dėl kokių nors priežasčių sugedęs, geležies šerdis sukurs didelį likutį, į kurį verta atkreipti dėmesį.Remanencija turi įtakos tikslumui.Išmagnetinimo būdas yra įjungti kintamąją srovę pirminėje pusėje nepridedant veikiančio maitinimo šaltinio ir palaipsniui sumažinti jo vertę.

 

 

(7) Jutiklio atsparumas išoriniam magnetiniam laukui yra toks: srovė 5–10 cm atstumu nuo jutiklio, kuri yra daugiau nei du kartus didesnė už pradinės jutiklio pusės dabartinę vertę, o sukuriami magnetinio lauko trukdžiai gali būti atsparūs.Jungiant trifazę didelės srovės laidus, atstumas tarp fazių turi būti didesnis nei 5 ~ 10 cm.

 

 

(8) Kad jutiklis veiktų geros matavimo būklės, turėtų būti naudojamas paprastas tipinis reguliuojamas maitinimo šaltinis, pateiktas 1-10 pav.

 

 

(9) Dėl jutiklio magnetinio prisotinimo taško ir grandinės prisotinimo taško jis turi didelę perkrovos galią, tačiau perkrovos pajėgumas yra ribotas.Tikrinant perkrovos pajėgumą, daugiau nei 2 kartus didesnė perkrovos srovė neturi viršyti 1 minutės.

 

 

(10) Pirminės srovės magistralės temperatūra neturi viršyti 85 ℃, kurią lemia ABS inžinerinių plastikų charakteristikos.Vartotojai turi specialių reikalavimų ir gali pasirinkti aukštos temperatūros plastiką kaip apvalkalą.

 

 

13. Srovės jutiklio naudojimo pranašumai

 

 

(1) Nekontaktinis aptikimas.Rekonstruojant importuotą įrangą ir keičiant seną įrangą, tai rodo bekontakčio matavimo pranašumą;Srovės vertę galima išmatuoti nekeičiant originalios įrangos elektros laidų.

 

 

(2) Šunto naudojimo trūkumas yra tas, kad jo negalima izoliuoti elektra, taip pat atsiranda įterpimo nuostolių.Kuo didesnė srovė, tuo didesnis nuostolis ir didesnis tūris.Žmonės taip pat nustatė, kad šuntas turi neišvengiamą induktyvumą, kai aptinka aukšto dažnio ir didelę srovę, ir jis negali iš tikrųjų perduoti išmatuotos srovės bangos formos, jau nekalbant apie ne sinusinės bangos tipą.Srovės jutiklis visiškai pašalina minėtus šunto trūkumus, o tikslumas ir išėjimo įtampos reikšmė gali būti tokia pati kaip ir šunto, pvz., tikslumo lygis 0,5, 1,0, išėjimo įtampos lygis 50, 75 mV ir 100 mV.

 

 

(3) Labai patogu naudoti.Paimkite lt100-c srovės jutiklį, nuosekliai prijunkite 100 mA analoginį matuoklį arba skaitmeninį multimetrą maitinimo šaltinio M gale ir nuliniame gale, prijunkite darbinį maitinimo šaltinį ir padėkite jutiklį ant laido grandinės, kad srovė Gali būti tiksliai parodyta pagrindinės grandinės vertė 0 ~ 100A.

 

 

(4) Nors tradicinis srovės ir įtampos transformatorius turi daug darbo srovės ir įtampos lygių ir turi didelį tikslumą pagal nurodytą sinusoidinį darbinį dažnį, jis gali prisitaikyti prie labai siauros dažnių juostos ir negali perduoti nuolatinės srovės.Be to, veikiant yra jaudinanti srovė, todėl tai yra indukcinis įrenginys, todėl jo reakcijos laikas gali būti tik dešimtys milisekundžių.Kaip visi žinome, kai antrinė srovės transformatoriaus pusė yra atvira, ji sukels aukštos įtampos pavojų.Naudojant mikrokompiuterio aptikimą, reikalingas kelių kanalų signalo gavimas.Žmonės ieško būdo izoliuoti ir rinkti signalus


Paskelbimo laikas: 2022-06-06