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霍尔效应的开回路电流转换器架购及原理

开回路的电流转换器就是利用霍尔效应的原理,即当被测电流Ip 流过一次回路时,会产生磁场B,因而引起霍尔电压。图 中的控制电流Ic 是由定电流源所提供。在磁场磁滞递归曲线的线性区中,B 是与Ip 成正比(B气隙= 常数a x Ip),而霍尔电压以下式表示之:

VH =(K/d)x Ic x a x Ip 除了Ip 以外,上式中各项都是定数,因此可简化成VH = b x Ip(b 是常数)。所测量的信号VH,可以被放大成用户所需的电压或电流信号。

优点和限制:

开回路转换器能够测量直流,交流及复合式波形的电流并且具有隔离特性。引人注目的是它具有低功率损失及小型轻量化的尺寸,尤其是测大电流时也是同样的轻小。此类转换器不会增加电路的消耗,并且不会因电流过载而损坏。一般而言,它的价格低廉,并且很适合于工业用途的应用。

可测量的电流范围:

这完全取决于磁路中之磁化曲线的线性范围。一般而言,依据磁路及磁蕊之材料的不同,最大的量测范围为1 至3 倍的额定电流。输出信号电压是直接比例于量测电流的准位,而可变动的范围是由电源电压所决定。一般在额定电流Ipn时,其输出电压为4V。


霍尔效应闭回路电流转换器

闭回路转换器(也称之为补偿式或零磁通转换器),有一个整合式的补偿回路,经由此补偿回路,可以使得霍尔效应之电流转换器的特性显著的改善。

结构及操作原理:

开回路电流转换器是输出一个与放大后之霍尔电压VH 成比例输出之电压VOUT,而闭回路转换 器则提供了一个与霍尔电压VH 成比例之二次电流Is,它的动作就像提供了一个反向的信号,亦 即生一个反向的二次磁通BS,以便抵消因一次电流所感应出来的磁通BP。二次电流IS 经由匣数比的降低而远小于Ip,但是因为经由二次绕组的圈数NS,可以产生相同的磁通量(安匣数),亦即NP x IP = NS x IS。因而,磁感应BS 等于BP,而且各自的安匣数彼此平衡(抵消)。所以,系统是在零磁通的情况下工作。


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