能否採用高精度的霍爾感測器實現寬範圍測試

2021-08-20 21:22:31 字數 6311 閱讀 2420

1樓:anyway中國

採用比要求更高精度的霍爾感測器,可以有效的拓寬測試範圍。但是,也不是無限制的。

按你的舉例,如果不考慮其它環節的精度影響,從準確度的定義出發,結論可以成立。但是,實際測量中,還有一些因數不能忽略。

1、儀表的測試精度,也會隨著訊號的減小,精度會降低。

2、現場干擾,同樣的環境,訊號是量程的100%時,干擾佔的比重較小,對精度的影響也較小;訊號是量程的1%時,同樣的干擾,對測試精度的影響擴大了100倍,不容忽視。

3、某些感測器,當訊號太小時,線性度明顯變差。

2樓:匿名使用者

anyway寬頻功率感測器具有前端數字化、寬幅值範圍、寬頻率範圍、寬相位範圍、基波測試五大特點。

1、前端數字化

前端光纖傳輸具有很強的抗干擾能力,在變頻器、整流器等強電磁輻射場合,系統的精度不會受傳輸線路及現場干擾的影響,安裝要求低,測試精度高。

由於在感測器內部就將被測訊號數字化,沒有訊號傳輸環節的損失與干擾,並方便網路化、智慧化應用。同時光纖傳輸具有很強的抗干擾能力,在變頻器、整流器等強電磁輻射場合,系統的精度不會受傳輸線路及現場干擾的影響,安裝要求低,測試精度高。

2、寬幅值範圍

電機試驗測試對幅值範圍的要求:1.3倍過電壓試驗與低頻堵轉試驗,同步電機的過載試驗與空載試驗,不同電壓等級,不同功率等級的電機試驗等,對幅值測試範圍提出了苛刻的要求。

傳統工頻互感器測量採用原邊或副邊換擋的方式保障寬範圍測試精度。變頻測試目前尚無副邊換擋感測器,而原邊換擋需要的變頻大電流開關製造困難,**昂貴。

anyway寬頻功率感測器的電壓、電流感測器均在內部設定了8個量程,感測器根據測試結果進行自動無縫量程轉換,使用者無需關注量程資訊。以sp******c型感測器為例,內部8個量程均按0.1級準確度配置,電壓在0.

75%~150%額定值範圍內,電流在1%~200%額定範圍內,讀數的相對誤差小於0.2%。

3、寬頻率範圍

電機試驗測試對頻率範圍的要求:直流、低頻、工頻、變頻至中頻電機等不同頻率電機試驗;低頻堵轉及超速試驗;諧波測試分析試驗等等,對測試系統的基波頻率範圍及測試頻寬提出了苛刻的要求。

目前部分寬頻功率分析儀的頻寬高達1mhz甚至更高,但是,用於變頻測試的感測器頻寬普遍較低,以霍爾電壓感測器為例,其頻寬大多在15khz以內,3000v以上感測器的頻寬普遍低於2khz,感測器的頻寬決定了整個測量系統的頻寬偏低。

anyway寬頻功率感測器有效測試頻寬為100khz,最高取樣頻率250khz。滿足變頻電機試驗國家標準的最高頻寬要求。

anyway寬頻功率感測器適用直流、低頻、工頻、變頻至中頻電機試驗的電引數測試;適應正弦波、疊頻波、pwm波等試驗電源供電的電機試驗的電引數測試;全頻段測試精度滿足電機試驗國家標準要求。

4、寬相位範圍

電機試驗測試對相位範圍的要求:電機空載試驗,同步電機零功率因數試驗等,相位變化範圍寬,寬相位範圍的功率測試對測試裝置的相位誤差提出了苛刻的要求。

anyway寬頻功率感測器將相位指標作為主要的精度指標,以50hz為例,anyway的sp******c系列寬頻功率感測器的電壓、電流之間的最大相位誤差為0.5′,常用的0.2級互感器的最大相位誤差為10′。

以下是兩者在功率因數為0.02~1時對功率測量的附加誤差的對比曲線圖。

由圖可知,sp******c系列寬頻功率感測器在功率因數為0.02時,功率附加誤差仍小於1%,0.2級互感器在功率因數為0.

02時,功率附加誤差接近15%,功率附加誤差為1%時,對應功率因數為0.28。

對於通常用於變頻測試的霍爾感測器而言,其相位指標不明確,實際測試表明(見下表),應用於50hz的標準正諧波測試時,某高精度功率分析儀(表中稱a123)在功率因數為0.02時,直接測量的功率誤差為-1.54%,外接某款霍爾電壓感測器(表中稱u4000)後,功率測量誤差變為66.

69%。而採用sp332102c的anyway寬頻功率測試系統(wp4000)的功率誤差均小於1%。

5、基波有效值作為基本測試模式

變頻器的輸出的pwm電壓波形含有大量的高次諧波,而電動機轉矩主要依賴於基波電壓有效值(h01,即一次諧波)。因此,電機試驗需要測量的電壓值,以及變頻器上指示的電壓值都是指基波電壓有效值。目前,關於變頻電機的試驗標準較少,《iec60349-2:

2002電力牽引軌道機車車輛和公路車輛用旋轉電機-第2部分:電子變流器供電的交流電動機》中已明確指出:電壓測量採用基波有效值。

校準平均值(mean)在理論上等於正弦波的真有效值,等於正弦調製pwm波形的基波有效值,且實現簡單;因此,mean在許多儀器儀表中用於替代正諧波的有效值(rms)或pwm的基波有效值(h01)的測量。

但是,近年來,變頻調速技術日新月異,非正弦調製pwm的應用越來越多,而且,變頻器使用者通常並不瞭解自己的變頻器採用何種調製模式,mean值在pwm測量中侷限性越來越大。

anyway在高速取樣基礎上,對取樣訊號進行頻譜分析,實時運算被測訊號的基波有效值(h01),該方式適用任意調製方式的pwm訊號及其它任意正弦、非正弦訊號的有效值測試。

anyway將基波有效值測試作為基本測試模式,同時,提供真有效值(rms)、校準平均值(mean)、整流平均值(rmean)、算術平均值(dc,主要用於直流測量)等測量模式供使用者選擇。

3樓:電流感測器鄭

樓主你好,我是做霍爾電流感測器的,你說的不會是貼片式的霍爾感測器吧?

電流感測器有很多種,我們的電流感測器的測量範圍都是5-6000a的,不知道和你的是不是有區別,這樣的霍爾電流感測器精度最高才到0。2%,你說的級別太高了,根本做不到

霍爾感測器是如何實現測量的???

4樓:anyway中國

霍爾感測器的基本原理是基於霍爾效應。霍爾效應是指,通過電流的導體在垂直於電流方向的磁場作用下,在導體的與電流及磁場均垂直的方向上產生電勢差。這個電勢差與電流大小及磁感應強度均成正比。

固定導體流過的電流,利用被測電流或電壓(實際是電壓訊號產生的電流)訊號通過線圈產生磁場,測量出固定電流導體垂直方向上的電動勢,就可反應磁感應強度的大小,進而得出通過線圈的電流或線圈兩端的電壓。

具體應用中,根據具體實現原理的不同,又分為開環式感測器和磁平衡式閉環感測器。

5樓:匿名使用者

霍爾感測器是根據霍爾效應制作的一種磁場感測器。霍爾效應是磁電效應的一種,這一現象是霍爾(a.h.

hall,1855—1938)於2023年在研究金屬的導電機構時發現的。後來發現半導體、導電流體等也有這種效應,而半導體的霍爾效應比金屬強得多,利用這現象製成的各種霍爾元件,廣泛地應用於工業自動化技術、檢測技術及資訊處理等方面。霍爾效應是研究半導體材料效能的基本方法。

通過霍爾效應實驗測定的霍爾係數,能夠判斷半導體材料的導電型別、載流子濃度及載流子遷移率等重要引數。

霍爾效應

在半導體薄片兩端通以控制電流i,並在薄片的垂直方向施加磁感應強度為b的勻強磁場,則在垂直於電流和磁場的方向上,將產生電勢差為uh的霍爾電壓

霍爾元件

霍爾感測器根據霍爾效應,人們用半導體材料製成的元件叫霍爾元件。它具有對磁場敏感、結構簡單、體積小、頻率響應寬、輸出電壓變化大和使用壽命長等優點,因此,在測量、自動化、計算機和資訊科技等領域得到廣泛的應用。

霍爾感測器的分類

霍爾感測器分為線性型霍爾感測器和開關型霍爾感測器兩種。

(一)線性型霍爾感測器由霍爾元件、線性放大器和射極跟隨器組成,它輸出模擬量。

(二)開關型霍爾感測器由穩壓器、霍爾元件、差分放大器,斯密特觸發器和輸出級組成,它輸出數字量。

編輯本段

理論基礎

霍爾感測器流體中的霍爾效應是研究「磁流體發電」的理論基礎。

1)電流感測器必須根據被測電流的額定有效值適當選用不同的規格的產品。被測電流長時間超額,會損壞末極功放管(指磁補償式),一般情況下,2倍的過載電流持續時間不得超過1分鐘。

(2)電壓感測器必須按產品說明在原邊串入一個限流電阻r1,以使原邊得到額定電流,在一般情況下,2倍的過壓持續時間不得超過1分鐘。

(3)電流電壓感測器的最佳精度是在原邊額定值條件下得到的,所以當被測電流高於電流感測器的額定值時,應選用相應大的感測器;當被測電壓高於電壓感測器的額定值時,應重新調整限流電阻。當被測電流低於額定值1/2以下時,為了得到最佳精度,可以使用多繞圈數的辦法。

(4)絕緣耐壓為3kv的感測器可以長期正常工作在1kv及以下交流系統和1.5kv及以下直流系統中,6kv的感測器可以長期正常工作在2kv及以下交流系統和2.5kv及以下直流系統中,注意不要超壓使用。

(5)在要求得到良好動態特性的裝置上使用時,最好用單根銅鋁母排並與孔徑吻合,以大代小或多繞圈數,均會影響動態特性。

(6)在 霍爾感測器大電流直流系統中使用時,因某種原因造成工作電源開路或故障,則鐵心產生較大剩磁,是值得注意的。剩磁影響精度。退磁的方法是不加工作電源,在原邊通一交流並逐漸減小其值。

(7)感測器抗外磁場能力為:距離感測器5~10cm一個超過感測器原邊電流值2倍的電流,所產生的磁場干擾可以抵抗。三相大電流佈線時,相間距離應大於5~10cm。

(8)為了使感測器工作在最佳測量狀態,應使用圖1-10介紹的簡易典型穩壓電源。

(9)感測器的磁飽和點和電路飽和點,使其有很強的過載能力,但過載能力是有時間限制的,試驗過載能力時,2倍以上的過載電流不得超過1分鐘。

(10)原邊電流母線溫度不得超過85℃,這是abs工程塑料的特性決定的,使用者有特殊要求,可選高溫塑料做外殼。

霍爾器件具有許多優點,它們的結構牢固,體積小,重量輕,壽命長,安裝方便,功耗小,頻率高(可達1mhz),耐震動,不怕灰塵、油汙、水汽及鹽霧等的汙染或腐蝕。

霍爾線性器件的精度高、線性度好;霍爾開關器件無觸點、無磨損、輸出波形清晰、無抖動、無回跳、位置重複精度高(可達μm級)。取用了各種補償和保護措施的霍爾器件的工作溫度範圍寬,可達-55℃~150℃。

按照霍爾器件的功能可將它們分為: 霍爾線性器件 和 霍爾開關器件 。前者輸出模擬量,後者輸出數字量。

按被檢測的物件的性質可將它們的應用分為:直接應用和間接應用。前者是直接檢測出受檢測物件本身的磁場或磁特性,後者是檢測受檢物件上人為設定的磁場,用這個磁場來作被檢測的資訊的載體,通過它,將許多非電、非磁的物理量例如力、力矩、壓力、應力、位置、位移、速度、加速度、角度、角速度、轉數、轉速以及工作狀態發生變化的時間等,轉變成電量來進行檢測和控制。

霍爾感測器的特性

(一)線性型霍爾感測器的特性

輸出電壓與外加磁場強度呈線性關係,如圖3所示,可見,在b1~b2的磁[1]感應強度範圍內有較好的線性度,磁感應強度超出此範圍時則呈現飽和狀態。

(二)開關型霍爾感測器的特性

如圖4所示,其中bop為工作點「開」的磁感應強度,brp為釋放點「關」的磁感應強度。

當外加的磁感應強度超過動作點bop時,感測器輸出低電平,當磁感應強度降到動作點bop以下時,感測器輸出電平不變,一直要降到釋放點brp時,感測器才由低電平躍變為高電平。bop與brp之間的滯後使開關動作更為可靠。

另外還有一種「鎖鍵型」(或稱「鎖存型」)開關型霍爾感測器,其特性如圖5所示。

當磁感應強度超過動作點bop時,感測器輸出由高電平躍變為低電平,而在外磁場撤消後,其輸出狀態保持不變(即鎖存狀態),必須施加反向磁感應強度達到brp時,才能使電平產生變化。

霍爾感測器的應用

按被檢測物件的性質可將它們的應用分為:直接應用和間接應用。前者是直接檢測受檢物件本身的磁場或磁特性,後者是檢測受檢物件上人為設定的磁場,這個磁場是被檢測的資訊的載體,通過它,將許多非電、非磁的物理量,例如速度、加速度、角度、角速度、轉數、轉速以及工作狀態發生變化的時間等,轉變成電學量來進行檢測和控制。

(一)線性型霍爾感測器主要用於一些物理量的測量。例如:

1.電流感測器

由於通電螺線管內部存在磁場,其大小與導線中的電流成正比,故可以利用霍爾感測器測量出磁場,從而確定導線中電流的大小。利用這一原理可以設計製成霍爾電流感測器。其優點是不與被測電路發生電接觸,不影響被測電路,不消耗被測電源的功率,特別適合於大電流感測。

霍爾電流感測器工作原理如圖6所示,標準圓環鐵芯有一個缺口,將霍爾感測器插入缺口中,圓環上繞有線圈,當電流通過線圈時產生磁場,則霍爾感測器有訊號輸出。

2.位移測量

如圖7所示,兩塊永久磁鐵同極性相對放置,將線性型霍爾感測器置於中間,其磁感應強度為零,這個點可作為位移的零點,當霍爾感測器在z軸上作△z位移時,感測器有一個電壓輸出,電壓大小與位移大小成正比。

如果把拉力、壓力等引數變成位移,便可測出拉力及壓力的大小,如圖8所示,是按這一原理製成的力感測器。

二)開關型霍爾感測器主要用於測轉數、轉速、風速、流速、接近開關、關門告知器、報警器、自動控制電路等。

1.測轉速或轉數

如圖9所示,,在非磁性材料的圓盤邊上粘一塊磁鋼,霍爾感測器放在靠近圓盤邊緣處,圓盤旋轉一週,霍爾感測器就輸出一個脈衝,從而可測出轉數(計數器),若接入頻率計,便可測出轉速。

如果把開關型霍爾感測器按預定位置有規律地佈置在軌道上,當裝在運動車輛上的永磁體經過它時,可以從測量電路上測得脈衝訊號。根據脈衝訊號的分佈可以測出車輛的運動速度。

霍爾感測器是如何實現測量的,霍爾感測器3144,怎樣測電機的轉速?

霍爾感測器的基本原理是基於霍爾效應。霍爾效應是指,通過電流的導體在垂直於電流方向的磁場作用下,在導體的與電流及磁場均垂直的方向上產生電勢差。這個電勢差與電流大小及磁感應強度均成正比。固定導體流過的電流,利用被測電流或電壓 實際是電壓訊號產生的電流 訊號通過線圈產生磁場,測量出固定電流導體垂直方向上的...

霍爾感測器靈敏度的物理意義,霍爾感測器靈敏度是由什麼決定的

感測器中的元器件一般希望反饋資訊越快越好,所以對應的霍爾元件靈敏度越高感測器處理的資訊的速度越快 感測器在製作好後其靈敏度基本上就是固定的了,感測器的測量範圍 對線形感測器的輸出一般可以寫為 y a bx 其中y為感測器的輸出,x是被測量,a是感測器的零位,b是感測器的靈敏度。當被測量為測量上限xm...

帶霍爾位置感測器的無刷直流電機,轉子位置如何確定

問下,是不是指電機的轉子與定子之間的相對位置麼?假如指定轉子之間的相對位置的話,只需要極槽數之間極對數與槽數的關係,他們的位置靠外殼與旋轉軸來確定,一般情況為中心對稱!定轉子之間留有氣隙!帶霍爾位置感測器三相無刷直流電機控制及工作原理 求高手解答 掌握以下幾個關鍵點 一 6個管子3對橋臂,每一對橋臂...