С-Петербург, улица Тосина 3
+7 (812) 917-84-85
+7 (921) 316-27-00

Датчики тока на эффекте холла


Датчик тока на эффекте Холла | ЛДТиН

18.12.2017

Для правильной, надежной и безотказной работы современных изделий силовой и не очень электроники очень важно правильно определять величины и формы как напряжений, так токов, действующих в устройстве. От выбора такого, казалось бы, простого элемента, как измеритель электротока или напряжения, может зависеть и судьба проекта, и финансовые успехи или неудачи при эксплуатации, и даже жизни людей. Одним из самых подходящих для таких измерений (в дальнейшем, мы будем стараться использовать термин «преобразование», так как ООО «Лаборатория ДТиН» поддерживает мнение, что датчики по определению не являются измерительными приборами) вариантом являются измерители, работа которых основана на эффекте Холла. Преимуществом этих преобразователей являются отсутствие потерь энергии в контролируемой цепи, гальваническая развязка между входной и выходной цепями, быстродействие, способность работать в широком диапазоне температур и питающих напряжений, возможность непосредственного сопряжения с различными устройствами контроля и управления.

Точность измерителей электротока на эффекте Холла находится в пределах от 0.2 до 2 процентов и зависит, прежде всего, от примененной в конструкции прибора схемотехники. Они широко применяются в различных электроустановках, как правило, в цепях защиты, контроля и управления, но, например, в силу ряда ограничений практически никогда не применяются для коммерческого учета электроэнергии. Подобные преобразователи электрических сигналов можно найти и в современном сварочном аппарате, и в системе управления лифтом, и в автомобиле, работа железнодорожного транспорта немыслима ныне без этих устройств. Приборы, работающие на эффекте Холла, могут преобразовывать как переменный, так и постоянный электроток. Несмотря на то, что часто их называют «трансформатором тока», этот факт является их главным отличием и преимуществом.

Эффект Холла был обнаружен более 130 лет назад, американским ученым Эдвином Холлом, в ходе экспериментов с магнитными полями. С тех пор этот эффект описан многократно в самой разнообразной литературе. Основан он на появлении поперечной разности электрических потенциалов у проводника с постоянным током, находящегося в магнитном поле.

На что нужно обратить внимание при выборе прибора для измерений показателей

  1. Напряжение питания. Для промышленных измерительных приборов используется, как двуполярное (±12В, ±15В, ±18В, ±24В.), так и однополярное (+5, 12, 24 В.) питание. Выбор его зависит как от возможностей и потребностей разработчика, так и от условий сопряжения с блоками контроля и управления.
  2. Точность преобразования. Как мы уже упоминали, существующие измерители, работающие на эффекте Эдвина Холла обладают точностью от 0.2 до 2 процентов при этом этот параметр, как правило, определяется тем, как построен сам измеритель — по схеме прямого усиления или компенсационной, со 100% обратной связью. Как и в большинстве случаев, более точный измерительный прибор компенсационного типа на один и тот же номинальный электрический ток стоит дороже своего собрата, собранного по схеме прямого усиления, как правило, имеет большие габариты и однозначно большее потребление электротока от источника питания. Плюсами его будут не только большая точность, которую мы уже упоминали, но лучшие линейность и помехозащищенность.
  3. Диапазон преобразования. Такие конструкции способны преобразовывать входной сигнал в пропорциональный выходной или соответствующий цифровой сигнал силой тока от нескольких сот миллиампер до нескольких тысяч Ампер. Разумеется, подобный механизм на 10кА и больше, дороже своего собрата на 25А
  4. Корпус. Данные агрегаты могут иметь различные типы корпусов. Существуют варианты для установки на печатную плату, шасси или ДИН-рейку.
  5. Температура, при которой данные модули способны исправно работать. Так, пониженная рабочая температура для измерительных приборов, работающих с током и напряжением, как правило, −40 C, но существуют изделия, сохраняющие работоспособность и при −50, и даже −55C. Повышенная рабочая температура для большинства современных изделий достигает +85C, существуют образцы, работающие и при +105C.

Классификация преобразователей по принципу построения.

  1. Преобразователь прямого усиления. Достоинства — компактные размеры, небольшое энергопотребление, возможность работать с электросигналами от единиц ампер до десятков килоампер, невысокая цена. Применяются для работы с сигналами в диапазоне частот от постоянного тока до 25, реже 50 кГц. Ошибка преобразования и нелинейность в пределах единиц процентов. Этот вид изделий имеет высокую перегрузочную способность, относительно недороги и компактны.
  2. Измерители со 100% обратной связью, так же известные как «компенсационные», или «датчики с нулевым магнитным потоком». Как видно из названия, главным отличительным признаком его является наличие контура, замкнутого по магнитному потоку. Применяются такие устройства для преобразования первичного сигнал от сотен миллиампер до десятков килоампер, любой формы и частоты, начиная от постоянного тока и заканчивая на уровне 100-150-200 кГц. Компенсационные преобразователи данных сигналов отличаются лучшими точностью, линейностью, устойчивостью к внешним магнитным полям. Диапазон преобразования у этих инструментов ниже, чем у конструкций прямого усиления
  3. Датчик напряжения. Разновидность компенсационного устройства прибора преобразователя электросигналов, отличающаяся наличием встроенной первичной обмотки с большим количеством витков. Измерение напряжения происходит путем преобразования небольшого первичного сигнала (как правило, при номинальном напряжении его значение 5 или 10 мА, выбор зависит от разработчика), задаваемого включенным последовательно с первичной катушкой резистором, в пропорциональный выходной сигнал. Данные аппараты отличаются достаточно широким диапазоном входных напряжений, но имеют ограничения по частоте входного сигнала, так как первичная обмотка обладает существенной индуктивностью. 
  4. Относительно новый тип преобразователя — интегральный, является развитием схемы прямого усиления. Достоинство — малые габариты, невысокая цена. За время с момента появления в 1879 году и до сегодняшнего дня аппараты, работающие на эффекте, открытом Эдвином Холлом изменились очень и очень заметно. Увеличились точность, надежность, существенно улучшилась температурная стабильность, неуклонно уменьшаются габариты и цены этих механизмов. Все эти улучшения стали возможны как в результате развития технологий в производстве электронных компонентов, так и в результате новых требований, предъявляемых к этому классу изделий. Все большее и большее применение находится им в современной жизни, насыщенной электронными и электрическими устройствами.

Современная промышленность выдвигает особые требования к надежности и стабильности работы преобразователей электрических данных, применяемых для контроля работы и управления сложнейшими системами. Это вынуждает продолжать совершенствовать конструкцию приборов, улучшая их технические характеристики, делая более и более надежными, простыми и удобными в применении.

Как правило, начинающий разработчик впадает в крайности, закладывает точность не хуже 0.1%, и частотную характеристику от 100кГц и потом долго удивляется тому, что предложенное ему решение стоит денег, сопоставимых с ценой половины, а то и всей его разработки. В большинстве современных применений за счет улучшения параметров силовых полупроводников точности в 1-2% оказывается более чем достаточно, и ключевым фактором в выборе преобразователей становится надежность и стабильность работы, но эти вопросы не связаны напрямую со схемотехникой и достойны отдельного рассмотрения.

ldtn.ru

Датчик тока на датчике холла своими руками по схемам

Схема датчика тока на основе датчика холла

При проведении измерений в автомобильной электрике часто приходится снимать осциллограммы величин тока. Другими словами, не просто измерять, а подробно изучать. Классически для таких целей используются токовые трансформаторы или резисторы. Однако последние имеют частотные ограничения и влияют на изучаемую схему. Токовой датчик, основанный на регуляторе Холла, призван решить эту проблему.

Все бы хорошо, но стоят такие датчики недешево. Если же суметь собрать такой вариант своими руками, то можно неплохо сэкономить. Чтобы суметь изготовить модель собственного производства, можно использовать несколько эффективных схем.

Схема на микросхеме 711

ACS 711 – тот самый чип, благодаря которому удастся изготовить токовый датчик или ТД на основе ДХ (датчика Холла). ЧД такого датчика будет равен почти 100 кГц, что будет вполне эффективно для проведения измерений.

Микросхема этого типа имеет выход, который интегрируется с усилителем. Последний, в свою очередь, за счет своей оперативности способен увеличивать возможности схемы вплоть до 1 А/В.

Что касается питания, то напряжение на усилитель поступает за счет применения внутреннего источника 2-полярного типа. Это может быть вариант NSD10 либо какой-нибудь другой. Сама микросхема питается уже посредством стабилизатора, имеющего выход с напряжением 3,3 В.

Проверенный «бюджетный» вариант

Вот, что надо предпринять для изготовления такого варианта:

  • в ферритовом кольце пропилить канавку по толщине корпуса;
  • на эпоксидный клей посадить МС;
  • сделать определенное количество витков на кольце (кол-во витков будет зависеть от конкретного напряжения);
  • в итоге получится бесконтактный вариант реле, функционирующий на электромагнитной основе.
Ферритовое кольцо в роли датчика

Точность срабатывания такого ДТ и регулярность достаточно высокая. Единственным недостатком схемы можно назвать кол-во витков, определяемых чисто эмпирически. На самом деле расчетов конкретного типа нигде и нет. Приходится определять число витков для конкретного сердечника.

Готовый ДТ MLX91206

Кумулятивная схема, где используется тончайший слой ферромагнитоструктуры или ИМС. Последний выступает в качестве коммутатора магнитполя, обеспечивая тем самым, высокое усиление и наладку эквивалентности шумосигнала. Более актуален этот вариант ДТ для измерения постоянно-переменного напряжения до 90 кгц с изоляцией омического свойства, что характеризуется незначительными внедряемыми потерями и малым временем отклика.

Схема включения датчика тока MLX91206

Кроме того, из преимуществ можно выделить простоту сборки и маленькие размеры фюзеляжа.

ДТ MLX91206 – это регулятор, который пока удовлетворяет спрос в автопромышленности. Помимо этого, ДТ этого типа применяется в других источниках питания: для защиты от перегрузки, в двигательных системах и т.д.

Чаще всего ДТ на микросхеме MLX91206 применяется в гибридных автомобильных системах, как автоинверторы.

Интересно и то, что датчик этот оснащен качественной защитной системой от перенапряжения, что позволяет использовать его в качестве отдельного регулятора, интегрированного к кабелю.

Принцип функционирования датчика подобного типа основан на преобразовании магнитполя, возникаемого от токов, проходящих сквозь проводник. Схема не имеет верхнего ограничения измеряемого уровня напряжения, так как выход и его параметры в данном случае зависят от проводникового размера и непосредственной дистанции от ДТ.

Что касается отличий этого типа ДТ от аналогичных:

  1. Скорость аналогового выхода, которая выше (этому способствует ЦАП 12 бит).
  2. Наличие программируемого переключателя.
  3. Надежная защита от переплюсовки и перенапряжения.
  4. Выход ШИМ с разрешением АЦП 12 бит.
  5. Большущая полоса пропускания, параметры которой равны 90 кГц и многое другое.

Одним словом, ДТ этого типа является компактным и эффективным датчиком, изготовленным по технологии Триасис Холл. Технология подобного типа считается классической и традиционной, она чувствительна к плотности потока, который приложен четко параллельно поверхности.

Уникальное решение для измерения больших величин тока

Измерения, которые удается провести с помощью готового датчика, изготовленного по технологии Триасис Холл, делятся на измерения небольшого напряжения до 2 А, тока средн. величины до 30 А и токов до 600 А (больших).

Рассмотрим подробнее возможности этих измерений.

  • Малые токи измеряются с помощью датчика за счет повышения параметров магнитполя через катушку вокруг ДТ. В данном случае чувствительность измерения будет обусловлена габаритами катушки и кол-вами витков.
  • Токи в диапазоне до 30 А или средние токи измеряются с учетом допустимости напряжения и общей рассеиваемости мощности дорожки. Последние обязаны быть довольно толстыми и широкими, иначе непрерывной обработки среднего тока достичь не удастся.
  • Наконец, измерение больших токов – это использование медных и толстых дорожек, способных приводить напряжение на обратной стороне печатной платы.

ДТ на эффекте Холла: общий взгляд

Что такое эффект Холла? Как известно, это явление основано на том, что если поместить в магнитное поле какой-либо полупроводник прямоугольного типа, и пропустить сквозь него напряжение, то на краях материала обязательно возникнет электрическая сила, направленная перпендикулярно магнитному полю.

Именно по этой причине магнитный датчик принято называть ДХ в честь ученого Холла, которому удалось первым раскрыть этот самый эффект.

Что дает этот самый эффект в автомобильной электрике? Все просто. Когда к ДХ подносится напряжение, то на краях пластины (она бывает расположена внутри ДХ) возникает разность потенциалов, и дается значение, пропорциональное СМП (силе магнитного поля).

Таким образом, в автомобильной сфере удалось использовать бесконтактные элементы, значительно лучше показавшие себя на практике, чем детали, оснащенные контактными группами. Последние приходилось регулярно чистить, ремонтировать, менять.

Бесконтактные ДХ успешно контролируют, например, скорость вращения валов, широко используются в системах зажигания, применимы в тахометрах и АБС.

Для измерений силы тока в различных электрических цепях с помощью микросхемы АС712 это удается сделать. Эффект Холла в данном случае оказывает неоспоримую помощь. Таким образом, удается изготавливать датчик или регулятор электрического тока на ДХ.

Подобные датчики позволят измерять силу не только постоянного, но и переменного тока, получать значения в млА.

Как измерить ток утечки с помощью датчика тока

Как правило, модуль с микросхемой АС712 функционирует строго от 5В, зато позволяет измерять максимальный уровень тока до 5 А. При этом напряжение должно быть выставлено в пределах значений от 2 квт.

Вообще, ДТ применяются повсеместно в электротехнике для создания коммуникаций обратной связи. В зависимости от конкретного места функционирования, ДТ классифицируются на несколько видов. Известны резистивные ДТ, токово-трансформаторные, ну и конечно, ДТ на эффекте Холла.

Нас интересуют ДТ на эффекте Холла. Они еще называются открытыми регуляторами или приборами с выходным сигналом по напряжению. Предназначение их: бесконтактным способом измерять переменный, постоянный и импульсный ток в диапазонах от плюс/минус 57 до плюс/минус 950 Ампер при в.о. 3 млс.

Датчик тока в схеме электромобиля

Выходное напряжение ДТ бывает четко соизмерно вычисляемым параметрам тока. 0-е значение напряжения равняется половинной величине тока питания. Тем самым, диапазон выхода тока составляет 0,25-0,75 В.

Настройку чувствительности ДТ легко провести методом трансформации числа витков тестируемого проводника по кругу магнитопровода регулятора.

Корпус ДТ обязан быть устроен из прочного РВТ пластика.

РВТ пластик – это пластиковый материал, получаемый посредством однородного сваривания.

Что касается жестких выводов корпуса ДТ, то их бывает 3. Предназначены они для пайки на плату.

Цепь выхода ДТ – пара комплектарно-биополярных транзисторов. Другими словами, это не что иное, как полупроводниковый прибор, в котором сформировано два перехода, а перенос заряда осуществляется носителями 2-х полярностей или иначе – электронами и квазичастицами.

ДТ на эффекте Холла бывают также оригинального и неоригинального производства. Первые выделяются привлекательным дизайном, надежны и способны давать высочайшую точность показаний. А вот ДТ неоригинального производства таких параметров не имеют, хотя тоже способны предоставить свои преимущества. К ним относится разборный корпус и низкая стоимость.

Внимание. Если ДТ легко разбирается путем вывинчивания 4-х винтиков, то перед вами не оригинальный прибор.

Разборка корпуса оригинального ДТ обязательно приведет к неудаче, так как они изготовлены в закрытом варианте. Конечно, можно постараться и добраться до внутренностей, однако это обязательно приводит к поломкам. Корпус таких приборов запаян со всех сторон, по всем стыкам.

Для сравнения внутренностей заводского ДТ и последующего собирания самодельной схемы рекомендуется воспользоваться, как и было написано выше, неоригинальным устройством. Например, пусть это будет китайский ДСТ-500. Он легко разбирается, схема срисовывается на ура, так как она простая, не содержит сложных заковырок.

Что касается функционирования, то она одинакова во всех типах ДТ:

  • силовой проводник под напряжением идет через магнитопровод;
  • образуется циклотронное поле;
  • ток идет по выравнивающей обмотке магнитопровода, чтобы стабилизировать поле;
  • компенсируемое напряжение должно быть ровно пропорционально напряжению в сил. проводнике.

Помимо этого, для компенсирования магнитпровода датчика, требуется измерять величинные и знаковые значения ДТ. Для этих целей в магнитопроводе следует прорезать отверстие, через которое, собственно говоря, и вставляется датчик Холла. Сигнал прибора будет форсироваться, снабжать мощностный эндотрон, выход которого интегрирован со стабилизирующей обмоткой.

Данным образом, основной целью подобной схемы станет пропуск такой доли напряжения сквозь обмотку, которая бы воздействовала на магнитное поле так, чтобы в разрыве магнитопровода значение приближалось к 0.

В целой зоне измеряемого напряжения при этом сохранится ювелирная точность КПД соизмеримости. Для измерения точного напряжения компенс. обмотки используется низкоомный резистор-прецизион. Величина падения тока на таком резисторе будет равна значению напряжения в силовой цепи.

ДТ подобного типа можно легко изготовить своими силами. Потребность в таких регуляторах постоянно растет, стоят они, как и говорилось, недешево.

Датчик Холла в конкретном случае желательно использовать специфический, бескорпусный. Установить его можно на узкую полоску тонкого фольго-стеклотекстолита. Под ним должно быть предусмотрено посадочное углубление, где он будет посажен на эпоксидный клей очень плотно.

Внимание. Толщина полоски текстолита в 0,8 мм будет считаться нормальной, так как зайдет в зазор без излишнего трения о стенки и без эффекта болтания.

ДТ — эталонная установка для вычисления напряжения высоковольтажного пульсара питания. Например, ток, потребляемый стартером или генератором. И с помощью датчика Холла осуществить это удается, используя всего лишь одну микросхему.

Напоследок интересное видео про датчик тока на основе датчика холла

Устал платить за штрафы? Выход есть!

Забудьте о штрафах с камер! Абсолютно легальная новинка - НАНОПЛЁНКА, которая скрывает ваши номера от ИК камер (которые стоят по всем городам). Подробнее по ссылке.

  • Абсолютно легально (статья 12.2.4).
  • Скрывает от фото-видеофиксации.
  • Устанавливается самостоятельно за 2 минуты.
  • Не видна человеческому глазу, не портится из-за погоды.
  • Гарантия 2 года,

ozapuske.ru

ДАТЧИКИ ТОКА И НАПРЯЖЕНИЯ НА ОСНОВЕ ЭФФЕКТА ХОЛЛА

Точность измерения электрического тока и напряжения является важным условием надёжности и безопасности функционирования электронной аппратуры. Наиболее совершенным и оптимальным по стоимости решением этой задачи является применение датчиков тока и напряжения на основе эффекта Холла. Такие датчики позволяют обеспечить высокую точность и скорость измерений. Они применяются для организации обратной связи в электроустановках, для контроля параметров электрических цепей, а также позволяют организовать гальваническую развязку в промышленных приводах, в преобразователях напряжения, в сварочной аппаратуре, в системах электроснабжения и в различной прочей аппратуре.Эффект Холла заключается в возникновении поперечной разности электрических потенциалов UН в проводнике с постоянным током I, находящимся под воздействием магнитного поля B. Этот эффект был обнаружен в 1879 году американским физиком Эдвином Гербертом Холлом. В отличие от трансформаторов тока, датчики тока с элементом Холла измеряют как постоянный, так и переменный ток.

КРИТЕРИИ ВЫБОРА ДАТЧИКОВ

1. Напряжение питания.Промышленные датчики тока и напряжения могут подключаться к однополярному или к симметричному (биполярному) электропитанию.Стандартные значение однополярного питания: +3,3 В, +5,0 В.Стандарные уровни симметричного питания: ±12 В, ±15 В, ±18 В, ±24 В.2. Точность измерения.Выбирая прибор по данному параметру, следует учитывать, что увеличение точности влечёт за собой удорожание изделия, и зачастую, приводит к увеличению массы и габаритов изделия.3. Уровень номинального и максимального измеряемого (первичного) электрического тока.Датчики тока могут измерять значения от единиц ампер до тысяч ампер. Увеличение номинального и максимального измеряемого тока влечёт за собой увеличение стоимости и массо-габаритных параметров датчиков.4. Тип корпуса.Датчики тока и напряжения выполняются к корпусах, которые предназначены для монтажа на печатной плате или для монтажа на рейку (на панель).5. Диапазон рабочих температур.

Варианты рабочих диапазонов достигают в нижней части до -40 °C, а в верхней части диапазона достигают до +85 °C и даже до +105 °C.

ДАТЧИКИ ТОКА С ОДНОПОЛЯРНЫМ ЭЛЕКТРОПИТАНИЕМ

Док.НаименованиеНом. первичный ток,АМакс. первичный ток,АНапряж. питания,ВТип контураТип выходаУровень выходного сигналаТочность, %МонтажКорпус
HCS-CAS-06A6± 19,2+ 5Замкн.контурНапруга2,5± 0,625В± 0,7Все на плате
HCS-CAS-15A15± 48
HCS-CAS-25A25± 84
HCS-ES3A-25A25± 50+ 3,3Замкн.контурНапруга1,65± 0,625

В

± 0,5Первичная через отверстие, вторичная на плате
HCS-ES3A-50A50± 100
HCS-ES3A-75A75± 150
HCS-ES5A-25A25± 80+ 5Замкн.контурНапруга2,5± 0,625

В

± 0,5Первичная через отверстие, вторичная на плате
HCS-ES5A-50A50± 120
HCS-ES5A-75A75± 200
HCS-K5-050A50± 100+ 5Разомкн.контурНапруга2,5± 0,625

В

± 1,0Первичная через отверстие, вторичная - разъём.Монтаж на рейке
HCS-K5-100A100± 200
HCS-K5-150A150± 300
HCS-K5-200A200± 400
HCS-K5-300A300± 600
HCS-K5-400A400± 400
HCS-K5-500A500± 900
HCS-K5-600A600± 900
HCS-LTS-06A6± 19,2+ 5Замкн.контурНапруга2,5 В± 0,7Первичная через отверстие, вторичная на плате
HCS-LTS-15A15± 48
HCS-LTS-25A25± 80
HCS-LTS-50A50± 150
HCS-LTS3-06A6± 12+ 3,3Замкн.контурНапруга2,5 В± 0,7Первичная через отверстие, вторичная на плате
HCS-LTS3-15A15± 30
HCS-LTS3-25A25± 50
HCS-LTS3-50A50± 84
HCS-PS5-05A5± 16+ 5Замкн.контурНапруга2,5 В± 0,625

В

± 0,7Все на плате
HCS-PS5-06A6± 19,2
HCS-PS5-10A10± 32
HCS-PS5-15A15± 48
HCS-PS5-25A25± 80

ДАТЧИКИ ТОКА С СИММЕТРИЧНЫМ ЭЛЕКТРОПИТАНИЕМ

Док.НаименованиеНом. первичный ток,АМакс. первичный ток,АНапряж. питания,ВТип контураТип выходаУровень выходного сигналаТочность, %МонтажКорпус
HCS-151-10025± 55± 15Замкн.контурТок25 мА± 0,5Все на плате
HCS-151-100B50± 10020 мА
HCS-151-10425± 55± 15Замкн.контурТок12,5 мА± 0,5Все на плате
HCS-151-20450± 12025 мА
HCS-AP-050A50± 150± 12...± 18Замкн.контурТок50 мА± 0,5Первичная через отверстие, вторичная на плате
HCS-AP-100A100± 30050 мА
HCS-AP-125A125± 375125 мА
HCS-AP-200A200± 600100 мА
HCS-BR-050A50± 150± 15Разомкн.контурНапруга4 В± 1,0Первичная через отверстие.Установка на рейке
HCS-BR-100A100± 300
HCS-BR-150A150± 450
HCS-BR-200A200± 600
HCS-BR-300A300± 900
HCS-BR-400A400± 900
HCS-BR-500A500± 900
HCS-BR-600A600± 900
HCS-F-0200A200± 400± 15Разомкн.контурНапруга4 В± 1,0Первичная через отверстие.Установка на рейке
HCS-F-0400A400± 800
HCS-F-0600A600± 1200
HCS-F-0800A800± 1600
HCS-F-1000A1000± 2000
HCS-F-2000A2000± 3000
HCS-HAX-200A200± 600± 15Разомкн.контурНапруга4 В± 1,0Первичная через отверстие.Установка на рейке
HCS-HAX-600A600± 1800
HCS-HAX-800A800± 2400
HCS-HAX-1000A1000± 3000
HCS-HAX-1500A1500± 4500
HCS-HAX-2000A2000± 5500
HCS-HAX-2500A2500± 5500
HCS-K3-050A50± 150± 15Разомкн.контурНапруга4 В± 1,0Первичная через отверстие.Установка на рейке
HCS-K3-100A100± 300
HCS-K3-150A150± 450
HCS-K3-200A200± 600
HCS-K3-300A300± 900
HCS-K3-400A400± 900
HCS-K3-500A500± 900
HCS-K3-600A600± 900
Док.НаименованиеТипконтураТипвыходаУровень выходного сигналаТочность,%МонтажКорпус
HCS-LA-025A25± 55± 12...± 15Замкн.контурТок25 мА± 0,5Первичная через отверстие, вторичная на плате
HCS-LA-050A50± 7050 мА
HCS-LA-075A75± 10550 мА
HCS-LA-100A100± 15050 мА
HVS-LSP-2020± 20± 5Замкн.контурНапруга2,5 В± 0,7Первичная через отверстие, вторичная на плате
HVS-LSP-2525± 25
HCS-LT205M-050A50± 150± 12...

± 18

Замкн.контурТок50 мА± 0,5Первичная через отверстие, вторичная - разъём
HCS-LT205M-100A100± 30050 мА
HCS-LT205M-200A200± 600100 мА
HCS-LT205M-300A1300± 600150 мА
HCS-LT205M-300A2300± 900100 мА
HCS-LT205S-050A50± 150± 12...

± 18

Замкн.контурТок50 мА± 0,5Первичная через отверстие, вторичная - клеммник
HCS-LT205S-100A100± 30050 мА
HCS-LT205S-200A200± 600100 мА
HCS-LT205S-300A1300± 600150 мА
HCS-LT205S-300A2300± 900100 мА
HCS-LT305M-300A300± 900± 15...± 24Замкн.контурТок100 мА± 0,5Первичная через отверстие, вторичная - разъём
HCS-LT305M-400A400± 1200
HCS-LT305M-500A500± 1500
HCS-LT305S-300A300± 900± 15...

± 24

Замкн.контурТок100 мА± 0,5Первичная через отверстие, вторичная - клеммник
HCS-LT305S-400A400± 1200
HCS-LT305S-500A500± 1500
HCS-LTR-050A50± 150± 12...

± 18

Замкн.контурТок50 мА± 0,5Первичная через отверстие.Установка на рейке
HCS-LTR-100A100± 30050 мА
HCS-LTR-200A200± 600100 мА
HCS-LTR-300A1300± 600150 мА
HCS-LTR-300A2300± 900100 мА
Док.НаименованиеТипконтураТипвыходаУровень выходного сигналаТочность,%МонтажКорпус
HCS-P-03A3± 9± 15Замкн.контурНапруга± 4 В± 0,5Все на плате
HCS-P-05A5± 15
HCS-P-10A10± 30
HCS-P-15A15± 45
HCS-P-20A20± 60
HCS-P-25A25± 75
HCS-P-30A30± 90
HCS-P-50A50± 150
HCS-SY-03A3± 6± 15Замкн.контурНапруга± 4 В± 0,5Все на плате
HCS-SY-05A5± 15
HCS-SY-10A10± 30
HCS-SY-15A15± 45
HCS-SY-20A20± 60
HCS-SY-25A25± 75
HCS-SY-30A30± 90
HCS-SY-50A50± 150
HCS-SYA-03A3± 6± 15Замкн.контурТок20 мА± 0,5Все на плате
HCS-SYA-05A5± 10
HCS-SYA-10A10± 20
HCS-SYA-15A15± 30
HCS-SYA-20A20± 40
HCS-SYA-25A25± 50
HCS-SYA-30A30± 60
HCS-SYA-50A50± 100

ВЫСОКОТОЧНЫЕ ДАТЧИКИ ТОКА

Док.НаименованиеТипконтураТипвыходаУровень выходного сигналаТочность,%МонтажКорпус
HCS-LF-1000A1000± 1800± 12...± 24Замкн.контурТок200 мА± 0,2Первичная через отверстие, вторичная - разъём
HCS-LF-2000A2000± 3800500 мА
HCS-LF1005-500A500± 1200± 12...

± 24

Замкн.контурТок100 мА± 0,2Первичная через отверстие, вторичная - разъём
HCS-LF1005-1000A1000± 1500200 мА
HCS-SH-1000A1000± 2000± 15...

± 24

Замкн.контурТок200 мА± 0,2Первичная через отверстие, вторичная - плоские ножевые контакты

ДАТЧИКИ НАПРЯЖЕНИЯ НА ОСНОВЕ ЭФФЕКТА ХОЛЛА

Док.НаименованиеТипконтураТипвыходаУровень выходного сигналаТочность,%МонтажКорпус
HVS5-25AUpn = (5 ... 1200) В5 мА± 7 мА± 15Замкн.контурТок25 мА± 0,5Все на плате
HVS10-25AUpn = (10 ... 500) В10 мА± 14 мА
HVS-AS3.3-05Upn max = 1200 В5 мА± 10 мА+ 3,3Замкн.контурНапруга1,65 В± 0,625

В

± 0,5Все на плате
HVS-AS3.3-10Upn max = 1200 В10 мА± 20 мА

Датчики тока с разомкнутым контуром работают по схеме прямого усиления. Они позволяют измерять постояный и переменный ток с любой формой сигнала. Такие приборы конструируются для работы с электрическими токами от единиц до сотен тысяч Ампер. Точность измерения составляет единицы процентов.Датчики прямого усиления обладают относительно невысокой стоимостью и небольшими массо-габаритными параметрами.Схема датчика тока на эффекте Холла с разомкнутым контуром:

Датчики тока с замкнутым контуром имеют полную (100%-ную) обратную связь. Они также называются датчиками с нулевым потоком или компенсационными датчиками, т.к. имеют встроенную компенсационную цепь. Диапазон измеряемых токов для такой системы от единиц до десятков тысяч Ампер. Это может быть постоянный ток и переменный ток с любой формы сигнала. Точность измерения - десятые доли процента. Датчики тока на эффекте Холла с замкнутым контуром обладают отличной точностью, прекрасной линейностью, очень широким частоным диапазоном, очень хорошим быстродействием, хорошей помехоустойчивостью. Компенсационные датчики без повреждений выдерживают токовые перегрузки.Датчик тока на эффекте Холла с замкнутым контуром:

Датчики напряжения на основе эффекта Холла созданы на основе датчиков тока с замкнутым контуром. В первичной цепи датчика имеется задающий резистор первичной цепи и многовитковая катушка, создающая большое значение ампер-витков для увеличения первичной индукции. У таких приборов набор измеряемых напряжений охватывает широчайший диапазон, который зависит от свойств первичной обмотки и сопротивления резистора первичной цепи. Точность измерения напряжения - доли процента.Датчик напряжения с замкнутым контуром:

В интегральных датчиках напряжения магнитопровод отсутствует. Такие датчики содержат входной делитель напряжения. Сигнал с делителя поступает на усилитель с гальванической развязкой. Быстродействие, линейность, точность, частотные свойства таких датчиков определяются свойствами усилителя сигнала.Интегральный датчик напряжения:

Огромная благодарность Марьяне Гетьман за помощь в создании этой статьи.

www.coretech.com.ua

Датчики Холла. Виды и применения. Работа и подключения

Речь пойдет о датчике тока, принцип действия которого основан на эффекте Холла (Датчики Холла). Что это за эффект, и как такой датчик можно сделать в домашних условиях? Чтобы лучше понять эффект Холла нужно разобрать эксперимент физика, в честь которого был назван этот эффект.

Виды
  • Цифровые датчики. Работают на определение магнитного поля. Если индукция доходит до определенного предела, то датчик дает сигнал на присутствие магнитного поля. Если предел не достигнут, то сигнал равен нулю. Слабая индукция и малая чувствительность датчика не дает сигнал наличия поля. Недостатком такого типа датчика является то, что у него есть зона нечувствительности порогов. Цифровые датчики Холла делятся на униполярные и биполярные:

• Униполярные датчики Холла работают, если есть поле какой-либо полярности, выключаются при уменьшении индукции. • Биполярные датчики Холла срабатывают на изменение полярности поля. При одной полярности датчик включается, а при другой – выключается.

  • Аналоговый вид датчиков Холла изменяет индукцию поля в разность потенциалов. Значение датчика зависит от полярности и его силы. Нужно учитывать, на каком расстоянии находится датчик.
Применение

Датчики Холла входят в состав многих приборов. Чаще они применяются в измерении напряженности поля магнитной индукции, в электродвигателях, в ионных двигателях ракет. Широкое распространение датчики Холла нашли в устройстве системы зажигания современных автомобилей.

Также они используются в бесконтактных выключателях, герконах, при измерении силы тока, уровня жидкости и других местах. Главное их преимущество – это воздействие без физического контакта.

Как проверить на автомобиле исправность датчика Холла

В быту с такой проблемой сталкиваются чаще всего автомобилисты. Наиболее простым способом является обыкновенная замена на исправный датчик. Если после замены система зажигания заработала, значит необходимо менять датчик.

Если нечем заменить проверяемый датчик, то собирают простое устройство, которое может имитировать работу датчика Холла. Берется кусок провода, и тройной разъем от распределителя зажигания. Эти предметы работают аналогично датчику.

Для контроля пользуются обычным мультиметром. Если датчик вышел из строя, то тестер покажет 0,4 вольта или меньше. Также проверяется работа датчика путем проверки искры при подключении зажигания. Перед этим соединяют концы провода к выходам коммутатора.

Если неисправность возникла не на автомобиле, а на другом оборудовании, то необходим тестер. Методика проверки будет зависеть от прибора, в котором установлен датчик.

Датчики Холла в смартфонах

Мобильные гаджеты имеют в составе много функциональных блоков. Среди них есть вспомогательные датчики, одним из которых является датчик Холла. В современных устройствах связи такие датчики являются измерительными элементами, с помощью которых определяют мощность магнитного поля, его изменения. Они называются в честь ученого Холла.

Для чего установлен датчик Холла в смартфоне

Этот сенсорный элемент имеет много возможностей. Одной из них является измерение магнитной индукции приборов, а также бесконтактное управление. В дорогих моделях смартфонов имеется магнитометр, работа которого основана на датчике Холла.

На многих мобильниках этот датчик не полностью реализован. В основном этот сенсор применяют для таких задач:

  • Цифровой компас. Применяется для программ навигации и повышения скорости позиционирования.
  • Оптимизация взаимодействия устройства с разными аксессуарами, магнитными чехлами.
  • Применение датчика в раскладных моделях телефонов, для включения и отключения экрана при движении крышки.

Пример работы магнитного датчика Холла в чехле и смартфона заключается в том, что при открывании и закрытии чехла автоматически происходит блокировка экрана. Датчик реагирует на движение магнита, на усиление магнитного поля.

Принцип действия

Понадобится пластина и элемент питания постоянного тока. Подключаем пластину к батарее. От плюса к минусу начинает протекать электрический ток, вызванный движением заряженных частиц. Из курса физики эти частицы, или по-другому электроны летят против движения тока. Теперь поднесем два магнита к пластине разными полюсами так, чтобы линии индукции проходили через ее сечение.

Возникает так называемая сила Лоренца, которая отклоняет летящие по пластине электроны в сторону. Из-за этого возникает разность потенциалов на краях пластины. Эта разность потенциалов, иначе говоря, напряжение будут меняться в зависимости от силы тока и магнитного поля. Такой эффект носит название человека, который его обнаружил в 1879 году. Им был Эдвин Холл.

На основе этого эффекта выпускается большое количество датчиков, позволяющих без физического разрыва провода измерять в нем как постоянный, так и переменный ток, поскольку при протекании тока в проводнике создается электромагнитное поле.

Оно подобно тем магнитам, подносимым к пластине, изменяет выходное напряжение датчика Холла.

Но возникает проблема того, что это поле при протекании не сильно больших токов само по себе очень мало. Для того, чтобы его увеличить, будем использовать ферритовое кольцо, которое имеет особые магнитные свойства и позволит увеличить необходимое нам электромагнитное поле до уровня для обнаружения протекания тока в проводнике.

Сборка датчика тока на основе эффекта Холла

Попробуем сделать собственный датчик тока. Понадобится ферритовое кольцо и датчик Холла. Найти ферритовое кольцо не составляет особых проблем. Они есть в блоках питания компьютера или энергосберегающих ламп, а также продаются в радиомагазинах по цене от 10 до 100 рублей в зависимости от размера самого кольца. В нашем случае имеется кольцо диаметром 28 мм за 55 рублей.

Подойдут кольца различных диаметров вплоть до 10 мм. Чем больше кольцо, тем чувствительнее получится датчик тока. Что касается датчика Холла, то его можно заказать со всем известного сайта. Стоит он недорого. Либо можно найти в нерабочих вентиляторах, ноутбуках и прочих устройствах, где он может использоваться. Датчики Холла Аналоговые и цифровые (Дискретные).

Дискретные работают по принципу транзисторов, то есть, при превышении какого-либо уровня магнитного поля датчик срабатывает. Аналоговый вид меняет свое выходное напряжение в зависимости от величины проходящего через него магнитного поля. Нам понадобится аналоговый датчик Холла. Если вы хотите не только детектировать протекание тока по проводнику, но также знать приблизительную величину этого тока. В нашем случае это аналоговый датчик ОН49Е.

Схема подключения датчика

Схема подключения выглядит следующим образом.

Как видно из рисунка для детектирования магнитного поля, создаваемого током в проводнике, нам необходимо будет сделать зазор в ферритовом кольце и поместить туда датчик Холла. Тем самым появится возможность измерять величину этого электромагнитного поля. На основании полученных данных можно делать вывод о том, есть ли сейчас ток в проводнике, и какой он величины.

Чтобы получить более универсальный вариант этого датчика, мы распилили ферритовое кольцо пополам, что без тисков было сделать сложно. Это привело к поломке кольца. Как хорошо, что люди придумали клей, и это дело мы быстро исправили. Получив две половинки, мы убрали неровности наждачной бумагой. Затем на одну из сторон мы вырезали и приклеили плотный лист бумаги. На другую сторону сам датчик Холла. После этого мы приклеили обе половинки к большому крокодилу на 30 ампер.

В итоге получились токовые клещи, или более универсальный вариант датчика тока, который можно снять и присоединить к любому проводу без его разреза. Такие разделяемые датчики тока стоят около 1500 рублей, при заказе в Китае. Экономия получилась налицо.

Датчик готов.

Промышленное напряжение в сети переменного тока изменяется с частотой 50 герц. То есть, направление тока, текущего по проводнику, будет меняться 50 раз в секунду. Электромагнитное поле также вслед за током будет менять свое направление 50 раз в секунду.

Похожие темы:

electrosam.ru


Смотрите также

 

"Питер - АТ"
ИНН 780703320484
ОГРНИП 313784720500453

Новости