互感器，霍爾傳感器知識(shí)詳解！
小編先帶大家回顧一下之前推送過的文章：互感器知識(shí)詳解，看完頓時(shí)明白多了!
互感器，這十問你都知道嗎？
1.電流互感器有什么用途？
答案：電流互感器把大電流按一定比例變?yōu)樾‰娏?，提供各種儀表和繼電保護(hù)用的電流，并將二次系統(tǒng)與高電壓隔離。它不僅保證了人身和設(shè)備的安全，也使儀表和繼電器的制造簡(jiǎn)單化、標(biāo)準(zhǔn)化，提高了經(jīng)濟(jì)效益。
2.為什么不允許電流互感器長(zhǎng)時(shí)間過負(fù)荷運(yùn)行？
答案：電流互感器長(zhǎng)時(shí)間過負(fù)荷運(yùn)行，會(huì)使誤差增大，表計(jì)指示不正確。另外，由于一、二次電流增大，會(huì)使鐵芯和繞組過熱，絕緣老化快，甚至損壞電流互感器。
3.什么原因會(huì)使運(yùn)行中的電流互感器發(fā)生不正常音響？
答案：電流互感器過負(fù)荷，二次側(cè)開路以及內(nèi)部絕緣損壞發(fā)生放電等，均會(huì)造成異常音響。此外，由于半導(dǎo)體漆涂刷得不均勻形成的內(nèi)部電暈以及夾鐵螺絲松動(dòng)等也會(huì)使電流互感器產(chǎn)生較大音響。
4.為什么110kV及以上電壓互感器的一次側(cè)不裝設(shè)熔斷器？
答案：因?yàn)?/span>110kV及以上電壓互感器的結(jié)構(gòu)采用單相串級(jí)式，絕緣強(qiáng)度大，還因?yàn)?10kV系統(tǒng)為中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)，電壓互感器的各相不可能長(zhǎng)期承受線電壓運(yùn)行，所以在一次側(cè)不裝設(shè)熔斷器。
5.電壓互感器一次側(cè)熔絲熔斷后，為什么不允許用普通熔絲代替？
答案：10kV電壓互感器為例，以一次側(cè)熔斷器熔絲的額定電流是0.5A。采用石英砂填充的熔斷器具有較好的滅弧性能和較大的斷流容量，同時(shí)具有限制短路電流的作用。而普通熔絲則不能滿足斷流容量要求。
6.什么故障會(huì)使35kV及以下電壓互感器的一、二次側(cè)熔斷器熔斷？
答案：電壓互感器的內(nèi)部故障，(包括相間短路、繞組絕緣破壞)以及電壓互感器出口與電網(wǎng)連接導(dǎo)線的短路故障、諧振過電壓，都會(huì)使一次側(cè)熔斷器熔斷。二次回路的短路故障會(huì)使電壓互感器二次側(cè)熔斷器熔斷。
7.停用電壓互感器時(shí)應(yīng)注意哪些問題？
答案：(1)不使保護(hù)自動(dòng)裝置失去電壓。(2)必須進(jìn)行電壓切換。(3)防止反充電，取下二次鉛絲(包括電容器)。(4)二次負(fù)荷全部斷開后，斷開互感器一次側(cè)電源。
8.電壓互感器二次短路有什么現(xiàn)象及危害？為什么？
答案：電壓互感器二次短路會(huì)使二次線圈產(chǎn)生很大短路電流，燒損電壓互感器繞組，以至?xí)鹨?、二次擊穿，使有關(guān)保護(hù)誤動(dòng)作，儀表無指示。因?yàn)殡妷夯ジ衅鞅旧碜杩购苄?，一次?cè)是恒壓電源，如果二次短路后，在恒壓電源作用下二次繞組中會(huì)產(chǎn)生很大短路電流，燒損互感器，使絕緣損害，一、二次擊穿。失掉電壓互感器會(huì)使有關(guān)距離保護(hù)和與電壓有關(guān)的保護(hù)誤動(dòng)作，儀表無指示，影響系統(tǒng)安全，所以電壓互感器二次不能短路。
9.電壓互感器故障對(duì)繼電保護(hù)有什么影響？
答案：電壓互感器二次回路經(jīng)常發(fā)生的故障包括：熔斷器熔斷，隔離開關(guān)輔助接點(diǎn)接觸不良，二次接線松動(dòng)等。故障的結(jié)果是使繼電保護(hù)裝置的電壓降低或消夫，對(duì)于反映電壓降低的保護(hù)繼電器和反映電壓、電流相位關(guān)系的保護(hù)裝置，比如方向保護(hù)、阻抗繼電器等可能會(huì)造成誤動(dòng)和拒動(dòng)。
10.電壓回路斷線或電壓互感器故障時(shí)，應(yīng)停哪些保護(hù)？
答案：應(yīng)停保護(hù)：方向元件控制的電流、電壓保護(hù);低電壓或復(fù)合電壓閉鎖過流保護(hù);電流平衡保護(hù);距離保護(hù);橫差方向保護(hù);反應(yīng)電壓降低而跳閘的保護(hù);低周波保護(hù)。因?yàn)樯鲜霰Ｗo(hù)都與電壓變化有關(guān)，為了防止電壓回路斷線或電壓互感器故障應(yīng)立即脫離與電壓有關(guān)的保護(hù)。
霍爾傳感器知識(shí)詳解
霍爾傳感器是根據(jù)霍爾效應(yīng)制作的一種磁場(chǎng)傳感器，廣泛地應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)及信息處理等方面。
(霍爾效應(yīng)的本質(zhì)是：固體材料中的載流子在外加磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，因?yàn)槭艿铰鍋銎澚Φ淖饔枚管壽E發(fā)生偏移，并在材料兩側(cè)產(chǎn)生電荷積累，形成垂直于電流方向的電場(chǎng)，最終使載流子受到的洛侖茲力與電場(chǎng)斥力相平衡，從而在兩側(cè)建立起一個(gè)穩(wěn)定的電勢(shì)差即霍爾電壓。)
通過霍爾效應(yīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)定的霍爾系數(shù)，能夠判斷半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電類型、載流子濃度及載流子遷移率等重要參數(shù)。
由于霍爾元件產(chǎn)生的電勢(shì)差很小，故通常將霍爾元件與放大器電路、溫度補(bǔ)償電路及穩(wěn)壓電源電路等集成在一個(gè)芯片上，稱之為霍爾傳感器?；魻杺鞲衅饕卜Q為霍爾集成電路，其外形較小。
許多人都知道，轎車的自動(dòng)化程度越高，微電子電路越多，就越怕電磁干擾。而在汽車上有許多燈具和電器件，尤其是功率較大的前照燈、空調(diào)電機(jī)和雨刮器電機(jī)在開關(guān)時(shí)會(huì)產(chǎn)生浪涌電流，使機(jī)械式開關(guān)觸點(diǎn)產(chǎn)生電弧，產(chǎn)生較大的電磁干擾信號(hào)。
采用功率霍爾開關(guān)電路可以減小這些現(xiàn)象?；魻柶骷ㄟ^檢測(cè)磁場(chǎng)變化，轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)輸出，可用于監(jiān)視和測(cè)量汽車各部件運(yùn)行參數(shù)的變化。
例如位置、位移、角度、角速度、轉(zhuǎn)速等等，并可將這些變量進(jìn)行二次變換;可測(cè)量壓力、質(zhì)量、液位、流速、流量等。霍爾器件輸出量直接與電控單元接口，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)。
目前的霍爾器件都可承受一定的振動(dòng)，可在零下40℃到零上150℃范圍內(nèi)工作，全部密封不受水油污染，完全能夠適應(yīng)汽車的惡劣工作環(huán)境。
霍爾傳感器可以測(cè)量任意波形的電流和電壓，如：直流、交流、脈沖波形等，甚至對(duì)瞬態(tài)峰值的測(cè)量。副邊電流忠實(shí)地反應(yīng)原邊電流的波形。而普通互感器則是無法與其比擬的，它一般只適用于測(cè)量50Hz正弦波原邊電路與副邊電路之間有良好的電氣隔離，隔離電壓可達(dá)9600Vrms;
精度高：在工作溫度區(qū)內(nèi)精度優(yōu)于1%，該精度適合于任何波形的測(cè)量;霍爾開關(guān)器件無觸點(diǎn)、無磨損、輸出波形清晰、無抖動(dòng)、無回跳、位置重復(fù)精度高(可達(dá)μm級(jí))。
寬帶寬：高帶寬的電流傳感器上升時(shí)間可小于1μs;但是，電壓傳感器帶寬較窄，一般在15kHz以內(nèi)，6400Vrms的高壓電壓傳感器上升時(shí)間約500uS，帶寬約700Hz。
測(cè)量范圍廣泛：電流測(cè)量可達(dá)50KA，電壓測(cè)量可達(dá)6400V。
結(jié)構(gòu)牢固，體積小，重量輕，壽命長(zhǎng)，安裝方便，功耗小，頻率高(可達(dá)1MHZ)，耐震動(dòng)，不怕灰塵、油污、水汽及鹽霧等的污染或腐蝕。
上圖即是一種典型的霍爾傳感器實(shí)現(xiàn)定位應(yīng)用---一個(gè)輪上的兩個(gè)磁鐵經(jīng)過霍爾效應(yīng)傳感器。圖示中的輪子，帶有兩個(gè)等距的磁鐵，傳感器上的電壓在一個(gè)周期內(nèi)將兩次達(dá)到峰值。
通常被用于計(jì)量車輪和軸的速度，例如在內(nèi)燃機(jī)點(diǎn)火定時(shí)(正時(shí))或轉(zhuǎn)速表上。其在無刷直流電動(dòng)機(jī)的使用，用來檢測(cè)永磁鐵的位置。
霍爾傳感器廣泛應(yīng)用在變頻調(diào)速裝置、逆變裝置、UPS電源、通信電源、電焊機(jī)、電力機(jī)車、變電站、數(shù)控機(jī)床、電解電鍍、微機(jī)監(jiān)測(cè)、電網(wǎng)監(jiān)測(cè)等需要隔離檢測(cè)電流的設(shè)施中以及新興的太陽能、風(fēng)能和地鐵軌道信號(hào)、汽車電子等領(lǐng)域。
前面介紹過了霍爾傳感器是一種根據(jù)霍爾效應(yīng)制作的磁場(chǎng)傳感器，它的主要特性參數(shù)有以下幾類。
(1)輸入電阻R
霍爾傳感器元件兩激勵(lì)電流端的直流電阻稱為輸入電阻。它的數(shù)值從幾歐到兒百歐，視不同型號(hào)的元件而定。
溫度升高，輸入電阻變小，從而使輸入電流變大，最終引起霍爾傳感器電勢(shì)變化。為了減少這種影響，最好采用恒流源作為激勵(lì)源。
(2)輸出電阻R
兩個(gè)霍爾傳感器電勢(shì)輸出端之間的電阻稱為輸出電阻，它的數(shù)位與輸入電阻同一數(shù)量級(jí)。它也隨溫度改變順改變。選擇適當(dāng)?shù)呢?fù)載電阻易與之匹配，可以使由溫度引起的程水電勢(shì)的漂移減至最小。
(3)最大激勵(lì)電流I---霍爾傳感器參數(shù)
由于霍爾傳感器電勢(shì)隨激勵(lì)電流的增大而增大，故在應(yīng)用中總希望選用較大的激勵(lì)電流1M但激勵(lì)電流增大，程爾元件的功耗增大，元件的溫皮升高，從而引起霍爾傳感器屯勢(shì)的溫漂增大，因此每種型號(hào)的幾件均規(guī)定了相應(yīng)的最大激勵(lì)電流，它的數(shù)值從幾毫安至幾百毫安。
(4)靈敏度K
靈敏度KH=EH/IB，它的數(shù)值約為10MV(MA.T)左右。
(5)最大磁感應(yīng)強(qiáng)度BM---霍爾傳感器參數(shù)
磁感應(yīng)強(qiáng)度超過BM時(shí)，霍爾傳感器電勢(shì)的非線性誤差將明顯增大，特斯撿(T)成幾千高斯(Gs)(1Gs=104T)。
(6)個(gè)等位電勢(shì)
在額定激勵(lì)電流F，當(dāng)外加磁場(chǎng)為零時(shí)它是由于4個(gè)屯極的幾何尺寸不對(duì)稱引起的誤差。
(7)霍爾傳感器屯勢(shì)溫度系數(shù)
6M的數(shù)值一般為零點(diǎn)刀霍爾傳感器輸出端之間的開路電壓稱為不等位電勢(shì)，使用時(shí)多采用電橋法來補(bǔ)償不等位電勢(shì)引起日在一定磁感應(yīng)強(qiáng)度和激勵(lì)電流的作用下，溫度每變化1攝氏度時(shí)，霍爾傳感器電勢(shì)變化的百分?jǐn)?shù)弱為霍爾傳感器電勢(shì)溫度系數(shù)，它與霍爾傳感器元件的材料有關(guān)。
霍爾傳感器的分類
1)線性型霍爾傳感器由霍爾元件、線性放大器和射極跟隨器組成，它輸出模擬量。
2)開關(guān)型霍爾傳感器由穩(wěn)壓器、霍爾元件、差分放大器，斯密特觸發(fā)器和輸出級(jí)組成，它輸出數(shù)字量。
按被檢測(cè)的對(duì)象的性質(zhì)可將它們的應(yīng)用分為：直接應(yīng)用和間接應(yīng)用。前者是直接檢測(cè)出受檢測(cè)對(duì)象本身的磁場(chǎng)或磁特性，后者是檢測(cè)受檢對(duì)象上人為設(shè)置的磁場(chǎng)。
霍爾傳感器在各大領(lǐng)域的應(yīng)用
按被檢測(cè)的對(duì)象的性質(zhì)可將它們的應(yīng)用分為：直接應(yīng)用和間接應(yīng)用。前者是直接檢測(cè)出受檢測(cè)對(duì)象本身的磁場(chǎng)或磁特性，后者是檢測(cè)受檢對(duì)象上人為設(shè)置的磁場(chǎng)，用這個(gè)磁場(chǎng)來作被檢測(cè)的信息的載體，通過它，將許多非電、非磁的物理量。
(一)線性型霍爾傳感器主要用于一些物理量的測(cè)量。
1.電流傳感器
由于通電螺線管內(nèi)部存在磁場(chǎng)，其大小與導(dǎo)線中的電流成正比，故可以利用霍爾傳感器測(cè)量出磁場(chǎng)，從而確定導(dǎo)線中電流的大小。
利用這一原理可以設(shè)計(jì)制成霍爾電流傳感器。其優(yōu)點(diǎn)是不與被測(cè)電路發(fā)生電接觸，不影響被測(cè)電路，不消耗被測(cè)電源的功率，特別適合于大電流傳感。
霍爾電流傳感器工作原理如圖所示：
標(biāo)準(zhǔn)圓環(huán)鐵芯有一個(gè)缺口，將霍爾傳感器插入缺口中，圓環(huán)上繞有線圈，當(dāng)電流通過線圈時(shí)產(chǎn)生磁場(chǎng)，則霍爾傳感器有信號(hào)輸出。
2.位移測(cè)量
兩塊永久磁鐵同極性相對(duì)放置，將線性型霍爾傳感器置于中間，其磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，這個(gè)點(diǎn)可作為位移的零點(diǎn)，當(dāng)霍爾傳感器在Z軸上作△Z位移時(shí)，傳感器有一個(gè)電壓輸出，電壓大小與位移距離大小成正比。
如果把拉力、壓力等參數(shù)變成位移距離，便可測(cè)出拉力及壓力的大小，如下圖所示，是按這一原理制成的力矩傳感器。
(二)開關(guān)型霍爾傳感器主要用于測(cè)轉(zhuǎn)數(shù)、轉(zhuǎn)速、風(fēng)速、流速、接近開關(guān)、關(guān)門告知器、報(bào)警器、自動(dòng)控制電路等。
1.測(cè)轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)數(shù)
在非磁性材料的圓盤邊上粘一塊磁鋼，霍爾傳感器放在靠近圓盤邊緣處，圓盤旋轉(zhuǎn)一周，霍爾傳感器就輸出一個(gè)脈沖，從而可測(cè)出轉(zhuǎn)數(shù)(計(jì)數(shù)器)，若接入頻率計(jì)，便可測(cè)出轉(zhuǎn)速。
如果把開關(guān)型霍爾傳感器按預(yù)定位置有規(guī)律地布置在軌道上，當(dāng)裝在運(yùn)動(dòng)車輛上的永磁體經(jīng)過它時(shí)，可以從測(cè)量電路上測(cè)得脈沖信號(hào)。根據(jù)脈沖信號(hào)的分布可以測(cè)出車輛的運(yùn)動(dòng)速度。
2.各種實(shí)用電路
開關(guān)型霍爾傳感器尺寸小、工作電壓范圍寬，工作可靠，價(jià)格便宜，因此獲得極為廣泛的應(yīng)用。
霍爾傳感器與互感器的區(qū)別
傳統(tǒng)的電流、電壓互感器是利用電磁感應(yīng)原理對(duì)電流、電壓進(jìn)行測(cè)量的特種變壓器，提供的是物理量或模擬量。霍爾電壓、電流傳感器是利用霍爾效應(yīng)的原理對(duì)電壓、電流、功率、頻率、阻抗或波形等電參數(shù)方面進(jìn)行測(cè)量。
傳統(tǒng)的電流、電壓互感器是利用電磁感應(yīng)原理對(duì)電流、電壓進(jìn)行測(cè)量的特種變壓器，提供的是物理量或模擬量?；魻栯妷?、電流傳感器是利用霍爾效應(yīng)的原理對(duì)電壓、電流、功率、頻率、阻抗或波形等電參數(shù)方面進(jìn)行測(cè)量。與光電技術(shù)及數(shù)字技術(shù)結(jié)合可實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣參數(shù)的數(shù)字化控制。
霍爾電流傳感器，直流和交流電流都可以測(cè)量，普通電流互感器只能測(cè)量交流電流，普通電流互感器，使用時(shí)，二次側(cè)不能開路，霍爾電流傳感器可以開路?；魻栯娏鱾鞲衅鬏敵鲭妷号c流過一次側(cè)電流大小成正比,一次側(cè)電流方向改變輸出極性也改變，所以可以測(cè)量交流電和直流電，對(duì)波形也沒有特別的要求;適用頻率范圍也較寬。一般應(yīng)用在電子電路，如變頻器上。交流互感器只能夠測(cè)量交流，而且頻率必須是額定頻率，如50Hz互感器測(cè)量60Hz誤差比較大，輸出信號(hào)不能夠直接進(jìn)電子檢測(cè)電路。
教你診斷霍爾傳感器的好壞.
霍爾傳感器的其他優(yōu)點(diǎn)還有：
精度高：在工作溫度區(qū)內(nèi)精度優(yōu)于1%，該精度適合于任何波形的測(cè)量。而普通互感器一般精度為3%至5%且適合50Hz正弦波形。
線性度好：優(yōu)于0.1%。
動(dòng)態(tài)性能好：響應(yīng)時(shí)間小于1μs跟蹤速度di/dt高于50A/μs，霍爾傳感器模塊這種優(yōu)異的動(dòng)態(tài)性能為提高現(xiàn)代控制系統(tǒng)的性能提供了關(guān)鍵的基礎(chǔ)。與此相比普通的互感器響應(yīng)時(shí)間為10~12ms，它已不能適應(yīng)工作控制系統(tǒng)發(fā)展的需要。
工作頻帶寬：在0~100 kHz頻率范圍內(nèi)精度為1%。在0~5 kHz頻率范圍內(nèi)精度為0.5%。
測(cè)量范圍大：霍爾傳感器模塊為系統(tǒng)產(chǎn)品，電流測(cè)量可達(dá)50KA，電壓測(cè)量可達(dá)6400V。
過載能力強(qiáng)：當(dāng)原邊電流超負(fù)荷，模塊達(dá)到飽和，可自動(dòng)保護(hù)，即使過載電流是額定值的20倍時(shí)，模塊也不會(huì)損壞。
此外，霍爾傳感器還具有體積小、重量輕、靈敏度高、抗電磁干擾能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。這使得霍爾傳感器在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用越來越多，市場(chǎng)空間逐步增大。
如果大家覺得文章還有什么遺漏或是內(nèi)容有疑問，歡迎大家留言交流。
以上就是100唯爾(100vr.com)小編為您介紹的關(guān)于互感器的知識(shí)技巧了，學(xué)習(xí)以上的互感器，霍爾傳感器知識(shí)詳解！知識(shí)，對(duì)于互感器的幫助都是非常大的，這也是新手學(xué)習(xí)機(jī)電專業(yè)所需要注意的地方。如果使用100唯爾還有什么問題可以點(diǎn)擊右側(cè)人工服務(wù)，我們會(huì)有專業(yè)的人士來為您解答。
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