1. Hall device
Hall device ay isang uri ng magnetoelectric converter na gawa sa mga semiconductor na materyales.Kung ang control current IC ay konektado sa input end, kapag ang isang magnetic field B ay dumaan sa magnetic sensing surface ng device, ang Hall potential na VH ay lalabas sa output end.Gaya ng ipinapakita sa Figure 1-1.
Ang magnitude ng Hall potential VH ay proporsyonal sa produkto ng control current IC at magnetic flux density B, ibig sabihin, VH = khicbsin Θ
Ang Hall current sensor ay ginawa ayon sa prinsipyo ng batas ng Ampere, iyon ay, isang magnetic field na proporsyonal sa kasalukuyang ay nabuo sa paligid ng kasalukuyang nagdadala ng conductor, at ang hall device ay ginagamit upang sukatin ang magnetic field na ito.Samakatuwid, posible ang non-contact na pagsukat ng kasalukuyang.
Hindi direktang sukatin ang agos ng kasalukuyang nagdadala ng conductor sa pamamagitan ng pagsukat sa potensyal ng Hall.Samakatuwid, ang kasalukuyang sensor ay sumailalim sa electrical magnetic electrical isolation conversion.
2. Prinsipyo ng pagtuklas ng Hall DC
Gaya ng ipinapakita sa Figure 1-2.Dahil ang magnetic circuit ay may magandang linear na relasyon sa output ng hall device, ang boltahe signal U0 output ng hall device ay maaaring hindi direktang sumasalamin sa laki ng sinusukat na kasalukuyang I1, iyon ay, I1 ∝ B1 ∝ U0
I-calibrate namin ang U0 upang maging katumbas ng 50mV o 100mV kapag ang sinusukat na kasalukuyang I1 ay ang na-rate na halaga.Ginagawa nitong hall direct detection (walang amplification) kasalukuyang sensor.
3. Hall magnetic compensation prinsipyo
Ang pangunahing pangunahing circuit ay may sinusukat na kasalukuyang I1, na bubuo ng magnetic flux Φ 1. Magnetic flux na nabuo ng kasalukuyang I2 na ipinasa ng pangalawang compensation coil Φ 2 nagpapanatili ng magnetic balance pagkatapos ng kompensasyon, at ang hall device ay palaging nasa papel ng pag-detect ng zero magnetic pagkilos ng bagay.Kaya ito ay tinatawag na Hall magnetic compensation kasalukuyang sensor.Ang advanced na prinsipyong mode na ito ay higit na mataas kaysa sa direct detection principle mode.Ang mga natitirang bentahe nito ay ang mabilis na oras ng pagtugon at mataas na katumpakan ng pagsukat, na lalong angkop para sa pagtuklas ng mahina at maliit na kasalukuyang.Ang prinsipyo ng Hall magnetic compensation ay ipinapakita sa Figure 1-3.
Ipinapakita ng Figure 1-3 ang: Φ 1＝ Φ dalawa
I1N1＝I2N2
I2＝NI/N2·I1
Kapag ang kompensasyon na kasalukuyang I2 ay dumadaloy sa pagsukat ng resistensya RM, ito ay na-convert sa boltahe sa magkabilang dulo ng RM.Bilang isang sensor, sukatin ang boltahe U0, iyon ay, U0 = i2rm
Ayon sa prinsipyo ng Hall magnetic compensation, isang kasalukuyang sensor na may na-rate na input mula sa mga detalye ng serye ay ginawa.
Dahil ang magnetic compensation kasalukuyang sensor ay dapat na sugat na may libu-libong mga liko ng compensation coil sa magnetic ring, ang mga pagtaas ng gastos;Pangalawa, ang gumaganang kasalukuyang pagkonsumo ay tumataas din nang naaayon;Gayunpaman, mayroon itong mga pakinabang ng mas mataas na katumpakan at mabilis na pagtugon kaysa sa direktang inspeksyon.
4. Magnetic compensation boltahe sensor
Upang sukatin ang maliit na kasalukuyang ng antas ng Ma, ayon sa Φ 1 = i1n1, ang pagtaas ng bilang ng mga pagliko ng N1 ay maaari ding makakuha ng mataas na magnetic flux Φ 1。 Ang maliit na kasalukuyang sensor na ginawa ng pamamaraang ito ay maaaring masukat hindi lamang sa antas ng Ma, ngunit din boltahe.
Iba sa kasalukuyang sensor, kapag sinusukat ang boltahe, ang multi turn winding sa pangunahing bahagi ng boltahe sensor ay konektado sa serye na may kasalukuyang naglilimita sa risistor R1, at pagkatapos ay konektado nang kahanay sa sinusukat na boltahe U1 upang makuha ang kasalukuyang I1 na proporsyonal sa ang sinusukat na boltahe U1, tulad ng ipinapakita sa Figure 1-4.
Ang prinsipyo ng pangalawang bahagi ay kapareho ng sa kasalukuyang sensor.Kapag ang kompensasyon na kasalukuyang I2 ay dumadaloy sa pagsukat ng resistensya RM, ito ay na-convert sa boltahe sa magkabilang dulo ng RM bilang ang pagsukat ng boltahe U0 ng sensor, iyon ay, U0 = i2rm
5. Output ng kasalukuyang sensor
Ang direktang detection (hindi amplification) na kasalukuyang sensor ay may mataas na boltahe ng output ng impedance.Sa aplikasyon, ang load impedance ay dapat na mas malaki kaysa sa 10k Ω.Karaniwan, ang ± 50mV o ± 100mV na sinuspinde na boltahe ng output nito ay pinalaki sa ± 4V o ± 5V gamit ang differential input proportional amplifier.Ipinapakita ng Figure 5-1 ang dalawang praktikal na circuit para sanggunian.
(a) Maaaring matugunan ng figure ang pangkalahatang mga kinakailangan sa katumpakan;(b) Ang graph ay may mahusay na pagganap at angkop para sa mga okasyon na may mataas na mga kinakailangan sa katumpakan.
Ang direct detection amplified current sensor ay may mataas na impedance output boltahe.Sa aplikasyon, ang load impedance ay dapat na mas malaki kaysa sa 2K Ω.
Magnetic compensation kasalukuyang, boltahe magnetic compensation kasalukuyang at boltahe sensor ay kasalukuyang uri ng output.Makikita mula sa figure 1-3 na ang dulo ng "m" ay konektado sa power supply na "O"
Ang terminal ay ang landas ng kasalukuyang I2.Samakatuwid, ang output ng signal mula sa dulo ng "m" ng sensor ay isang kasalukuyang signal.Ang kasalukuyang signal ay maaaring maipadala nang malayuan sa isang tiyak na hanay at ang katumpakan ay masisiguro.Sa paggamit, ang pagsukat ng resistensya RM ay kailangan lamang na idisenyo sa pangalawang instrumento input o terminal control panel interface.
Upang matiyak ang mataas na katumpakan ng pagsukat, dapat bigyang pansin ang: ① ang katumpakan ng pagsukat ng pagtutol ay karaniwang pinipili bilang metal film resistance, na may katumpakan na ≤± 0.5%.Tingnan ang Talahanayan 1-1 para sa mga detalye.② ang circuit input impedance ng pangalawang instrumento o terminal control board ay dapat na higit sa 100 beses na mas malaki kaysa sa pagsukat ng resistensya.
6. Pagkalkula ng sampling boltahe at pagsukat ng paglaban
Mula sa nakaraang formula
U0＝I2RM
RM＝U0/I2
Kung saan: U0 – sinusukat na boltahe, kilala rin bilang sampling voltage (V).
I2 – pangalawang coil compensation kasalukuyang (a).
RM – sukatin ang paglaban (Ω).
Kapag kinakalkula ang I2, ang kasalukuyang output (na-rate na epektibong halaga) I2 na naaayon sa sinusukat na kasalukuyang (na-rate na epektibong halaga) I1 ay matatagpuan mula sa talahanayan ng teknikal na parameter ng magnetic compensation current sensor.Kung ang I2 ay iko-convert sa U0 = 5V, tingnan ang Talahanayan 1-1 para sa pagpili ng RM.
7. Pagkalkula ng saturation point at * malaking sinusukat na kasalukuyang
Makikita mula sa figure 1-3 na ang circuit ng output current I2 ay: v+ → Collector Emitter ng final power amplifier → N2 → RM → 0. Ang katumbas na resistance ng circuit ay ipinapakita sa Figure 1-6.(ang circuit ng v- ~ 0 ay pareho, at ang kasalukuyang ay kabaligtaran)
Kapag malaki ang output na kasalukuyang i2*, hindi na tataas ang kasalukuyang halaga sa pagtaas ng I1, na tinatawag na saturation point ng sensor.
Kalkulahin ayon sa sumusunod na formula
I2max＝V+-VCES/RN2+RM
Kung saan: V + – positibong suplay ng kuryente (V).
Vces – Collector Saturation Voltage ng power tube, (V) ay karaniwang 0.5V.
RN2 – DC internal resistance ng secondary coil (Ω), tingnan ang talahanayan 1-2 para sa mga detalye.
RM – sukatin ang paglaban (Ω).
Ito ay makikita mula sa pagkalkula na ang saturation point ay nagbabago sa pagbabago ng sinusukat na paglaban na RM.Kapag natukoy ang sinusukat na paglaban RM, mayroong isang tiyak na punto ng saturation.Kalkulahin ang * malaking sinusukat na kasalukuyang i1max ayon sa sumusunod na formula: i1max = i1/i2 · i2max
Kapag sinusukat ang AC o pulso, kapag natukoy ang RM, kalkulahin ang * malaking sinusukat na kasalukuyang i1max.Kung ang i1max value ay mas mababa kaysa sa peak value ng AC current o mas mababa kaysa sa pulse amplitude, ito ay magdudulot ng output waveform clipping o amplitude limiting.Sa kasong ito, pumili ng mas maliit na RM na lulutasin.
8. Halimbawa ng pagkalkula:
Halimbawa 1
Kunin ang kasalukuyang sensor lt100-p bilang isang halimbawa:
(1) Kinakailangan ang pagsukat
Rated kasalukuyang: DC
*Mataas na kasalukuyang: DC (overload na oras ≤ 1 minuto / oras)
(2) Hanapin ang talahanayan at alamin
Gumagana na boltahe: nagpapatatag na boltahe ± 15V, coil internal resistance 20 Ω (tingnan ang talahanayan 1-2 para sa mga detalye)
Kasalukuyang output: (rated value)
(3) Kinakailangang sampling boltahe: 5V
Kalkulahin kung ang sinusukat na kasalukuyang at sampling boltahe ay angkop
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）
Ito ay kilala mula sa mga resulta ng pagkalkula sa itaas na ang mga kinakailangan ng (1) at (3) ay natutugunan.
9. Paglalarawan at halimbawa ng magnetic compensation voltage sensor
Ang sensor ng boltahe ng Lv50-p ay may pangunahin at pangalawang electrical resistance na ≥ 4000vrms (50hz.1min), na ginagamit upang sukatin ang mga boltahe ng DC, AC at pulse.Kapag sinusukat ang boltahe, ayon sa rating ng boltahe, ang isang kasalukuyang naglilimita sa risistor ay konektado sa serye sa pangunahing bahagi + HT terminal, iyon ay, ang sinusukat na boltahe ay nakakakuha ng pangunahing bahagi ng kasalukuyang sa pamamagitan ng risistor.
U1/r1 = I1, R1 = u1/10ma (K Ω), ang kapangyarihan ng paglaban ay dapat na 2 ~ 4 na beses na mas malaki kaysa sa kinakalkula na halaga, at ang katumpakan ng paglaban ay dapat na ≤± 0.5%.Ang R1 precision wire wound power resistor ay maaaring i-order ng tagagawa.
10. Paraan ng mga kable ng kasalukuyang sensor
(1) Ang wiring diagram ng direktang inspeksyon (walang amplification) kasalukuyang sensor ay ipinapakita sa Figure 1-7.
(a) Ang figure ay nagpapakita ng p-type (printed board pin type) na koneksyon, (b) ang figure ay nagpapakita ng C-type (socket plug type) na koneksyon, ang vn VN ay kumakatawan sa Hall output voltage.
(2) Ang wiring diagram ng direct inspection amplified current sensor ay ipinapakita sa Figure 1-8.
(a) Ang figure ay p-type na koneksyon, (b) ang figure ay C-type na koneksyon, kung saan ang U0 ay kumakatawan sa output boltahe at RL ay kumakatawan sa load resistance.
(3) Ang wiring diagram ng magnetic compensation current sensor ay ipinapakita sa Figure 1-9.
(a) Ang figure ay nagpapakita ng p-type na koneksyon, (b) ang figure ay nagpapakita ng C-type na koneksyon (tandaan na ang ikatlong pin ng apat na pin socket ay isang walang laman na pin)
Ang naka-print na board pin na paraan ng koneksyon ng tatlong sensor sa itaas ay pare-pareho sa paraan ng pag-aayos ng tunay na bagay, at ang paraan ng koneksyon ng socket plug ay pare-pareho din sa paraan ng pag-aayos ng tunay na bagay, upang maiwasan ang mga error sa mga kable.
Sa itaas na wiring diagram, ang sinusukat na kasalukuyang I1 ng pangunahing circuit ay may isang arrow sa butas upang ipakita ang positibong direksyon ng kasalukuyang, at ang positibong direksyon ng kasalukuyang ay minarkahan din sa pisikal na shell.Ito ay dahil ang kasalukuyang sensor ay nagsasaad na ang positibong direksyon ng sinusukat na kasalukuyang I1 ay kapareho ng polarity ng output na kasalukuyang I2.Mahalaga ito sa three-phase AC o multi-channel DC detection.
11. Gumaganang power supply ng kasalukuyang at boltahe sensor
Ang kasalukuyang sensor ay isang aktibong module, tulad ng mga hall device, operational amplifier at final power tubes, na lahat ay nangangailangan ng gumaganang power supply at power consumption.Ang Figure 1-10 ay isang praktikal na schematic diagram ng isang tipikal na gumaganang power supply.
(1) Ang output ground terminal ay sentral na konektado sa malaking electrolysis para sa pagbabawas ng ingay.
(2) Capacitance bit UF, diode 1N4004.
(3) Ang transpormer ay nakasalalay sa paggamit ng kuryente ng sensor.
(4) Ang gumaganang kasalukuyang ng sensor.
Direktang inspeksyon (walang amplification) pagkonsumo ng kuryente: * 5mA;Direct detection amplification power consumption: * malaki ± 20mA;Magnetic compensation power consumption: 20 + output current* Malaking pagkonsumo ng working current 20 + dalawang beses ang output current.Ang pagkonsumo ng kuryente ay maaaring kalkulahin ayon sa natupok na kasalukuyang gumagana.
12. Mga pag-iingat para sa paggamit ng mga sensor ng kasalukuyang at boltahe
(1) Ang kasalukuyang sensor ay dapat na maayos na pumili ng mga produkto ng iba't ibang mga detalye ayon sa na-rate na epektibong halaga ng sinusukat na kasalukuyang.Kung ang sinusukat na kasalukuyang lumampas sa limitasyon sa loob ng mahabang panahon, masisira nito ang end pole power amplifier tube (tumutukoy sa uri ng magnetic compensation).Sa pangkalahatan, ang tagal ng dalawang beses sa sobrang karga ay hindi lalampas sa 1 minuto.
(2) Ang sensor ng boltahe ay dapat na konektado sa isang kasalukuyang naglilimita sa risistor R1 sa serye sa pangunahing bahagi ayon sa mga tagubilin ng produkto, upang ang pangunahing bahagi ay makuha ang kasalukuyang na-rate.Sa pangkalahatan, ang tagal ng double overvoltage ay hindi lalampas sa 1 minuto.
(3) Ang mahusay na katumpakan ng sensor ng kasalukuyang at boltahe ay nakuha sa ilalim ng kondisyon ng pangunahing rating sa gilid, kaya kapag ang sinusukat na kasalukuyang ay mas mataas kaysa sa na-rate na halaga ng kasalukuyang sensor, ang kaukulang malaking sensor ay dapat mapili;Kapag ang sinusukat na boltahe ay mas mataas kaysa sa na-rate na halaga ng sensor ng boltahe, ang kasalukuyang paglilimita ng resistensya ay dapat na muling ayusin.Kapag ang sinusukat na kasalukuyang ay mas mababa sa 1/2 ng na-rate na halaga, upang makakuha ng mahusay na katumpakan, ang paraan ng maraming pagliko ay maaaring gamitin.
(4) Ang mga sensor na may 3KV insulation at makatiis ng boltahe ay maaaring gumana nang normal sa mga AC system na 1kV at mas mababa at DC system na 1.5kV at mas mababa sa mahabang panahon.Maaaring gumana nang normal ang mga 6kV sensor sa mga AC system na 2KV at mas mababa at DC system na 2.5KV at mas mababa sa mahabang panahon.Mag-ingat na huwag gamitin ang mga ito sa ilalim ng sobrang presyon.
(5) Kapag ginamit sa mga device na nangangailangan ng magandang dynamic na katangian, * madaling gumamit ng isang tansong aluminum busbar at tumutugma sa aperture.Ang pagpapalit ng maliliit o higit pang mga liko ng malalaking mga liko ay makakaapekto sa mga dynamic na katangian.
(6) Kapag ginamit sa mataas na kasalukuyang sistema ng DC, kung ang gumaganang power supply ay bukas na circuit o may sira sa ilang kadahilanan, ang iron core ay magbubunga ng malaking remanence, na karapat-dapat ng pansin.Ang remanence ay nakakaapekto sa katumpakan.Ang paraan ng demagnetization ay ang pag-on ng AC sa pangunahing bahagi nang hindi nagdaragdag ng gumaganang power supply at unti-unting bawasan ang halaga nito.
(7) Ang anti external magnetic field na kakayahan ng sensor ay: isang kasalukuyang 5 ~ 10cm ang layo mula sa sensor, na higit sa dalawang beses ang kasalukuyang halaga ng orihinal na bahagi ng sensor, at ang magnetic field interference na nabuo ay maaaring labanan.Kapag nag-wire ng tatlong-phase na mataas na kasalukuyang, ang distansya sa pagitan ng mga phase ay dapat na mas malaki kaysa sa 5 ~ 10cm.
(8) Upang gumana ang sensor sa isang mahusay na estado ng pagsukat, isang simpleng karaniwang regulated power supply na ipinakilala sa Figure 1-10 ay dapat gamitin.
(9) Ang magnetic saturation point at circuit saturation point ng sensor ay ginagawa itong malakas na overload capacity, ngunit ang overload capacity ay limitado sa oras.Kapag sinusuri ang overload capacity, ang overload current na higit sa 2 beses ay hindi lalampas sa 1 minuto.
(10) Ang temperatura ng pangunahing kasalukuyang bus ay hindi dapat lumampas sa 85 ℃, na tinutukoy ng mga katangian ng ABS engineering plastic.Ang mga gumagamit ay may mga espesyal na kinakailangan at maaaring pumili ng mga plastik na may mataas na temperatura bilang shell.
13. Mga kalamangan ng kasalukuyang sensor na ginagamit
(1) Non contact detection.Sa muling pagtatayo ng mga na-import na kagamitan at ang teknikal na pagbabago ng mga lumang kagamitan, ipinapakita nito ang higit na kahusayan ng pagsukat na hindi nakikipag-ugnay;Ang kasalukuyang halaga ay maaaring masukat nang walang anumang pagbabago sa mga de-koryenteng mga kable ng orihinal na kagamitan.
(2) Ang disadvantage ng paggamit ng shunt ay hindi ito maaaring electrically isolated, at mayroon ding insertion loss.Kung mas malaki ang kasalukuyang, mas malaki ang pagkawala, at mas malaki ang volume.Natuklasan din ng mga tao na ang paglilipat ay may hindi maiiwasang inductance kapag nakakakita ng high-frequency at mataas na kasalukuyang, at hindi nito tunay na maipapadala ang sinusukat na kasalukuyang waveform, pabayaan ang non sine wave type.Ang kasalukuyang sensor ay ganap na nag-aalis ng mga disadvantages sa itaas ng shunt, at ang katumpakan at output voltage value ay maaaring kapareho ng sa shunt, tulad ng accuracy level 0.5, 1.0, output voltage level 50, 75mV at 100mV.
(3) Ito ay napaka-maginhawang gamitin.Kumuha ng lt100-c current sensor, ikonekta ang isang 100mA analog meter o digital multimeter sa serye sa dulo ng M at ang zero end ng power supply, ikonekta ang gumaganang power supply, at ilagay ang sensor sa wire circuit, upang ang kasalukuyang ang halaga ng pangunahing circuit 0 ~ 100A ay maaaring tumpak na maipakita.
(4) Bagama't ang tradisyunal na kasalukuyang at boltahe na transpormer ay may maraming gumaganang kasalukuyang at mga antas ng boltahe at may mataas na katumpakan sa ilalim ng tinukoy na sinusoidal working frequency, maaari itong umangkop sa isang napakakitid na frequency band at hindi makapagpadala ng DC.Bilang karagdagan, mayroong kapana-panabik na kasalukuyang sa panahon ng operasyon, kaya ito ay isang inductive device, kaya ang oras ng pagtugon nito ay maaari lamang sampu-sampung millisecond.Tulad ng alam nating lahat, kapag ang pangalawang bahagi ng kasalukuyang transpormer ay bukas na circuit, ito ay magbubunga ng mataas na boltahe na panganib.Sa paggamit ng microcomputer detection, kinakailangan ang multi-channel signal acquisition.Ang mga tao ay naghahanap ng isang paraan upang ihiwalay at mangolekta ng mga signal
Oras ng post: Hul-06-2022