I denne artikkelen lærer vi om en enkel berøringsfri strømkrets som bruker en hall-effekt-sensor IC.

Hvorfor Hall Effect Sensor

Når det gjelder sensingstrøm (forsterkere), er lineære Hall-effect-enheter de beste og mest nøyaktige.

Disse enhetene kan fornemme og måle strømmen fra noen få ampere til mange tusen. Videre tillater det at målingene gjøres eksternt uten at det er nødvendig med fysisk kontakt med lederen.

Når strøm passerer gjennom en leder, genereres vanligvis et ledig magnetfelt på rundt 6,9 gauss per ampere.

Dette innebærer at for å få en gyldig utgang fra Hall-effekt-enheten, må den konfigureres innenfor området ovenfor feltet.

For ledere med lave strømmer betyr dette at enheten må konfigureres i spesialdesignede arrangementer for å forbedre rekkevidden og sensorfunksjonene til sensoren.

Imidlertid for ledere som bærer høye strømstyrker, er det ikke nødvendig å kreve noe spesielt arrangement, og den lineære Hall-effekt-enheten vil være i stand til å registrere og måle forsterkere direkte ved å posisjonere seg selv i en gapende torroid.

Beregning av magnetisk strømning

Den magnetiske flytdensiteten over enheten kan formuleres som under:

B = I / 4 (pi) r, eller I = 4 (pi) rB

hvor,
B = feltstyrke i Gauss
Jeg = strøm i Amperes
r = avstand fra lederens sentrum til den plasserte enheten i tommer.

Det kan bemerkes at et Hall-effekt-element vil gi den mest optimale responsen når det er plassert vinkelrett på et magnetfelt. Årsaken er, redusert generering av cosinus i vinkelen sammenlignet med vinklede felt på 90 grader.

Berøringsfri måling av strøm (lav) ved hjelp av en spole og en Hall-effekt-enhet

Som diskutert ovenfor, når lavere strømmer er involvert, blir det nyttig å måle det gjennom en spole, siden spolen hjelper til med å konsentrere flytdensiteten og dermed følsomheten.

Håndhever gap mellom enhet og spole

Ved å håndheve en luftspalte fra enhet til spole på 0,060 'blir den effektive magnetiske flytdensiteten oppnådd:

“hvordan fungerer en ledet tv ”

B = 6.9nI eller n = B / 6.9I

hvor n = antall spoler.

For å visualisere 400 gauss ved 12 ampere, kan formelen ovenfor brukes som:

n = 400/83 = 5 omdreininger

En leder som bærer lavere strømstyrker, typisk under 1 gauss, blir vanskelig å oppfatte på grunn av tilstedeværelsen av iboende forstyrrelser som normalt ledsages av solid state-enheter og lineære forsterkerkretser.

Bredbåndsstøyen som sendes ut ved utgangen av enheten er vanligvis 400 uV RMS, noe som resulterer i en feil på ca. 32 mA, som kan være betydelig stor.

For å identifisere og måle lave strømmer riktig, benyttes et arrangement vist nedenfor hvor lederen er viklet rundt en toroidal kjerne noen få ganger (n), og gir følgende ligning:

B = 6,9 nI

hvor n er antall svinger

Metoden tillater magnetiske felt med lav strøm å forbedres tilstrekkelig for å gi Hall-effekt-enheten feilfrie data for den påfølgende konvertering i volt.

Berøringsfri måling av strøm (høy) ved hjelp av en Toroid og en Hall-effekt enhet

I tilfeller der strømmen gjennom lederen kan være høy (rundt 100 ampere), kan en Hall-effektanordning brukes direkte via en spydeseksjonstoroid for å måle størrelsene i spørsmålet.

Som det fremgår av figuren nedenfor, er Hall-effekten plassert mellom spalten eller spalten til toroiden mens lederen som bærer strømmen passerer gjennom torroidringen.

Magnetfeltet generert rundt lederen er konsentrert i torroid og oppdages av Hall-enheten for de nødvendige konverteringene ved utgangen.

De tilsvarende konverteringene som utføres av Hall-effekten kan leses direkte ved å koble ledningene på riktig måte til et digitalt multimeter satt på mV DC-området.

Forsyningsledningen til Hall-effect IC bør kobles til en DC-kilde i henhold til spesifikasjonene.

Høflighet: