Silicio plieno Hall efekto srovės jutiklio šerdis

Kas yra Hall efekto srovės jutiklio šerdis

Holo efekto srovės jutiklis matuoja magnetinį lauką, kurį sukuria laidininke tekanti srovė, ir paverčia jį proporcingu įtampos signalu. Magnetinė šerdis koncentruoja šį lauką aplink Hall elementą, todėl viso jutiklio tikslumas, tiesiškumas ir stabilumas labai priklauso nuo šerdies medžiagos ir geometrijos. Silicio plieno šerdys tebėra plačiai naudojamas pasirinkimas šiam vaidmeniui, daugiausia nuo 50 Hz iki 1000 Hz diapazone, kur jie derina didelį pralaidumą, gerą tiesiškumą ir nuspėjamą veikimą už vidutines išlaidas.

Reikalavimai medžiagai jutimo šerdims

Norint matuoti, o ne perduoti energiją, šerdis turi tiksliai atkurti magnetinį lauką. Svarbiausi reikalavimai yra šie:

Didelis pralaidumas, todėl maža įmagnetinimo srovė sukuria pakankamai srauto, kad Hall elementas galėtų aptikti.

Geras tiesiškumas darbiniame diapazone, nes netiesiškumas šerdyje atsiranda tiesiogiai kaip matavimo paklaida.

Mažas išliekamumas, kad nuėmus pirminę srovę rodmuo sugrįžtų į nulį, išvengiant poslinkio klaidų.

Platus pralaidumo diapazonas, leidžiantis vienai šerdies konstrukcijai aptarnauti kelias vardines sroves.

Stabili temperatūros reakcija, paprastai nuo -40 C iki +120 C automobiliams ir pramoninėms klasėms.

Paprastai pirmenybė teikiama grūdėtajam-silicio plienui, kai jutimo kelias yra uždaras žiedas arba perpjauta C-šerdis, nes jo kryptinės magnetinės savybės suteikia didžiausią pralaidumą riedėjimo kryptimi.

Atvirosios-kilpos ir uždarosios-kilpos jutiklių dizainas

Atviros{0}}kilpos jutiklio šerdis sukoncentruoja lauką, o Hall elementas jį nuskaito tiesiogiai; išėjimas yra proporcingas pirminei srovei, o grandinė yra paprasta. Uždaros kilpos-jutiklyje Hall įtampa varo antrinę apviją, kuri panaikina pirminį lauką, todėl šerdis veikia beveik nuliniam srautui. Uždaros kilpos-konstrukcijos užtikrina didesnį tikslumą, mažesnį temperatūros poslinkį ir greitesnį atsaką už daugiau elektronikos ir antrinės apvijos. Todėl atviros-kilpos jutikliams reikalingas labai geras tiesiškumas ir mažas pastovumas, o uždaros{7}}kilpos jutikliai gali toleruoti mažiau tiesinę šerdį, nes srautas yra aktyviai nulinis.

Pagrindiniai srovės jutiklių stiliai

Yra įvairių geometrijų jutiklių šerdys. Toroidinės šerdys sukuria visiškai uždarą magnetinę grandinę be oro tarpo ir mažiausią nuotėkį. Iškirptos C-gyslės leidžia jutiklį sumontuoti aplink esamą šyną arba kabelį, o tai būtina atliekant modernizavimo ir priežiūros darbus. Apvyniotos šerdys ir stačiakampiai rėmai apima didelius-laidininkus ir šynas. Pasirinkimas daugiausia priklauso nuo to, ar surinkimo metu pirminis laidininkas yra įsriegtas per langą, ar turi būti pritvirtintas prie esamos instaliacijos.

Reprezentatyvūs pagrindiniai matmenys ir galios rodikliai

Toliau pateiktoje lentelėje pateikiami tipiniai nupjautų{0}}šerdies dydžiai, naudojami dabartiniuose jutiklių mazguose, įskaitant apvijos storį, juostos plotį, vidinio aukščio parinktis ir šerdies palaikomą 50 Hz ir 400 Hz matomąją galią.

Pagrindinis elementas	Apvijos storis (mm)	Juostos plotis (mm)	Vidinis aukštis (mm)	Galia 50 Hz	Galia 400 Hz
CD6,5x12,5x8	6.5	12.5	8, 10, 12.5, 16	Nenurodyta	9,69-20,4 VA
CD8x12,5x12,5	8	12.5	12.5, 16, 20, 25	Nenurodyta	25,8-51,8 VA
CD10x12,5x20	10	12.5	20, 25, 32, 40	2,42-6,67 VA	56,6-112 VA
CD12,5x16x25	12.5	16	25, 32, 40, 50	10,7-25 VA	119-221 VA
CD 12,5x25x30	12.5	25	30, 40, 50, 60	31,2-63,2 VA	222-398 VA
CD16x32x40	16	32	40, 50, 65, 80	89-171 VA	470-840 VA
CD20x40x50	20	40	50, 60, 80, 100	199-375 VA	813-1476 VA
CD25x50x65	25	50	65, 80, 100, 120	448-776 VA	1595-2668 VA
CD32x64x80	32	64	80, 100, 130, 160	1006-1843 VA	3197-5522 VA
CD40x80x100	40	80	100, 120, 160, 200	2106-3912 VA	6152-10737 VA

Galios skaičiai rodo didžiausią indukcinę galią, kurią šerdis palaiko tam tikru dažniu. Jutimo programoms tos pačios šerdys veikia su šio rodiklio dalimi, todėl srauto tankis išlieka mažas, o tiesiškumas – didelis.

Programos

Srovės jutikliai, skirti automobilių akumuliatorių valdymui ir traukos variklių pavaroms.

Srovės keitikliai automatizavimui ir procesų valdymui.

Nuolatinės ir kintamosios srovės matavimas inverteriuose, įkrovikliuose ir pramoniniuose maitinimo šaltiniuose.

Liekamosios srovės aptikimas ir nuotėkio stebėjimas skirstomuosiuose skyduose.

Pasirinkimo kontrolinis sąrašas

Pirmiausia apibrėžkite vardinę srovę, perkrovos koeficientą ir reikalingą tikslumo klasę; jie nustato šerdies dydį ir medžiagos klasę.

Pasirinkite uždarą toroidą, kai laidą galima įsriegti, ir nupjautą šerdį, kai jutiklis turi apspausti esamą šyną.

Patikrinkite dažnių diapazoną: standartinis silicio plienas tinka 50-1000 Hz; virš šio diapazono reikėtų atsižvelgti į nanokristalines arba amorfines šerdis.

Patvirtinkite taikymo temperatūros diapazoną ir suderinkite jį su šerdies dangos ir izoliacijos įvertinimu.

Dažnai užduodami klausimai

Kodėl jutiklio šerdyje svarbus mažas išliekamumas?

Remanentinis srautas kompensuoja rodmenis, kai pirminė srovė grįžta į nulį, o tai atrodo kaip tikslumo klaida esant žemai srovei. Mažo-remanencinio silicio plieno likutinė indukcija yra maža, todėl jutiklio išvestis išlieka artima nuliui, kai neteka srovė.

Ar vienas šerdies dydis gali apimti kelias vardines sroves?

Taip. Didesnis langas priima storesnius laidininkus arba kelis posūkius, o posūkių santykis reguliuoja jautrumą. Kadangi silicio plieno šerdys siūlo platų pralaidumo diapazoną, tas pats šerdies korpusas dažnai naudojamas visoje srovės klasėje su skirtingomis apvijų konfigūracijomis.

Kuo skiriasi jutimo šerdis ir galios transformatoriaus šerdis?

Maitinimo šerdis sukurta taip, kad efektyviai perduotų energiją esant dideliam srauto tankiui, o jutiklinė šerdis skirta tiksliai atkurti lauką esant mažam srauto tankiui. Jutimo šerdys teikia pirmenybę tiesiškumui, mažam pastovumui ir matmenų stabilumui, o ne maksimaliai pralaidai.

Kada vietoj toroido reikia naudoti nupjautą šerdį?

Nupjauta C-šerdis naudojama, kai jutiklis turi būti sumontuotas aplink jau sumontuotą kabelį arba šyną arba kai pirminis laidininkas yra per didelis, kad būtų galima perverti uždarą žiedą. Pjūvis sukuria nedidelį oro tarpą, kuris turi būti kontroliuojamas, nes sumažina efektyvų pralaidumą.

Kaip temperatūra veikia silicio plieno jutiklių šerdis?

Pralaidumas ir išliekamumas šiek tiek skiriasi priklausomai nuo temperatūros. Nurodytos geros jutimo klasės, kurių atsakas yra stabilus nuo -40 C iki +120 C, todėl matavimo paklaida neviršija deklaruotos tikslumo klasės automobilių ir pramonės temperatūrų diapazonuose.

Koks dažnių diapazonas tinka silicio plieno srovės jutiklio šerdims?

Standartinės silicio plieno šerdys yra praktiškos nuo 50 Hz iki maždaug 1000 Hz. Virš šio diapazono sūkurinių srovių nuostoliai ir pralaidumo sumažėjimas daro nanokristalinės arba amorfinės šerdies geresniu pasirinkimu siekiant tokio paties tikslumo.