基于霍尔传感器阵列的电流测量系统

集磁环的存在导致开环式和闭环式霍尔效应传感器存在磁饱和现象。一种由多个霍尔元件构成圆形阵列方式的传感器阵列电流测量系统,通过测量一次导线产生的磁场计算得到被测电流数值克服了这一现象。首先建立霍尔传感器阵列数学模型,分析霍尔元件数量、载流体偏心引入的误差变化,然后设计加权增益调整电路、移相电路和基于电压反馈的功率放大电路,用于实现大功率信号输出,最后根据试验结果证明,所设计的电流测量系统整体准确度达到0.2级水平。该电流测量系统包含16个霍尔元件,检测电流变比为600 A/5 A,系统功耗仅0.4 W。     

对称式闭环霍尔电流传感器研究与设计

霍尔传感器是由半导体材料加工而成的有源器件,其输出电压随着温度变化而产生漂移,这限制了其在高精度磁场测量场合的应用。提出了一种新型对称式闭环霍尔电流传感器,对其进行了系统地设计。利用霍尔元件灵敏度的差异设计了输出电压运算电路,分析了对称式闭环电流传感器工作原理并给出了闭环传递函数。电路仿真和样机实验结果表明,对称式闭环霍尔电流传感器具有较好的温度特性,温度系数减小至0.000 8%/℃。相比其他温度补偿方法,该方法简单易实现,能够实现温度漂移的完全补偿,霍尔元件可以根据测量需要任意选型,不受驱动方式的限制。     

适用于霍尔电流传感器的温漂补偿电路设计

霍尔电流传感器中存在的温漂会影响传感器的精度,特别是在极端高温和低温下影响更加明显,这限制了霍尔传感器 应用的场合。 针对该问题本文设计实现了一种适用于霍尔电流传感器的宽温度范围温漂补偿电路。 温漂补偿电路通过将增益 补偿与带隙补偿相结合,在霍尔电压放大电路中采用与霍尔元件形状材料均一致的负载电阻,补偿了霍尔元件的温漂误差;同 时利用带隙基准电路产生的高低温补偿电流实现对放大器电路的尾电流的温度补偿,使得霍尔电流传感器可以在更宽的温度 范围内保持灵敏度稳定。 采用 GF0. 18 μm BiCMOS 工艺制程,仿真验证表明,在 5 V 电源电压下,电路在-40 ℃ ~ 140 ℃的宽温 度范围内,灵敏度温漂误差小于 0. 3%,温漂系数达到 35 ppm/ ℃ 。 相较于其他温度补偿设计,该设计实现了对霍尔传感器高阶 温度误差的补偿,使得霍尔传感器具有更宽的工作温度范围以及更小的温漂误差,且不需要额外的数字处理电路,具有较高的 工程应用价值。     

集成磁场传感器的原理与应用

介绍了单片碰敏电阻式集成磁场传感器和霍尔元件式集成磁场传感器的原理,并详述其串口电路和温度补偿电路的设计以及抑制噪声的方法.     

便携式毫安级直流电流钳形表的研制

本文介绍采用霍尔元件为传感器的钳形ｍＡ级直流电流表的工作原理，结构组成，可用于直流控制电路中不断开电路测量电流之用。     

霍尔电流传感器在绝缘在线监测中的应用

简要分析了绝缘在线监测电路中电流取样的方法，介绍了霍尔电流传感器的结构及工作原理，描述了霍尔电流传感器绝缘参数在线监测中的应用。     

基于移相和平衡测量原理的介质损耗在线测量方法

基于目前的微电流传感器设计和制造技术,利用信号移相和小电流平衡测量原理,采用单匝无源微电流传感器作为检流计,通过微型控制单元(Micro-Controlller Unit,MCU)实现了低成本高准确度的介质损耗因数在线测量方法.介绍了该方法的测量原理和实现方式,分析了该方法的理论测量精度:设计了通过电阻电容改变介质损耗角的简单实用的模拟试验电路.理论分析和试验结果表明,该介质损耗测量方法具有较高的测量准确度及稳定性.     

30 kA 闭环式集成霍尔电流传感器设计

基于 0. 18 μm CMOS 工艺设计了一种大量程闭环式集成霍尔电流传感器。 采用片内高灵敏度霍尔器件检测待测电流 产生的磁场并线性输出霍尔信号,霍尔电压经过线性放大、失调消除和比例积分调节后与三角载波进行比较产生 PWM 波,驱 动全桥式功率放大电路工作。 功率放大电路输出的电流送入聚磁环的二次绕组后形成一个闭环的二次侧补偿,使聚磁环气隙 中的霍尔器件处于零磁通状态,从而提高了大电流检测的精度。 仿真结果表明,所设计的集成霍尔电流传感器的最大测量范围 为 30 kA,准确度为 1 级,功耗小于 1. 08 W,芯片面积仅有 0. 2 mm 2 。     

大量程霍尔电流传感器带宽检测方法研究

针对检测设备的限制导致不能使用不同频率的大电流对大量程霍尔电流传感器的带宽进行测试的问题,设计一种带宽检测电路并探究大量程霍尔电流传感器的带宽与测试电流大小的关系。通过带宽检测电路将直流大电流斩波可以得到不同频率的大量程脉冲测试电流,该测试电流流经霍尔电流传感器和康铜丝阵列。根据-3 dB原则比较霍尔电流传感器输出信号幅值相对康铜丝阵列的失真程度,确定霍尔电流传感器的带宽。使用30～100 A不同大小测试电流对霍尔电流传感器的带宽进行测试,结果表明测试电流大小不同,大量程霍尔电流传感器的带宽不同,且随着测试电流的增大,带宽逐渐减小。     

阵列式霍尔传感器去偏心误差优化算法设计

在实际应用中,因为导线偏心误差的存在,会使阵列式霍尔传感器的测量精度受到很大影响。为了解决这一问题,文中以由八个霍尔元件构成的圆形阵列式霍尔电流传感器为例,在分析了导线位置偏移对霍尔传感器测量精度的影响的基础上,对比前人提出的导线定位算法,提出并详细阐述了去偏心误差优化算法设计,通过检测导线位置的偏移引起的各霍尔元件输出电压的变化,对各个霍尔元件的输出电压增益进行自动反馈调整,在尽力简化算法运算复杂度的同时起到消除导线偏心误差的作用。仿真结果表明,通过对霍尔元件输出电压加权增益系数的反馈调整,可以很好地消除导线偏心误差的影响,使传感器的测量精度得到很大的提高。该算法适用于所有圆形阵列式的霍尔电流传感器,亦可推广至所有基于圆形阵列结构的电流测量传感器。     

磁场的智能数字测量系统原理和设计

介绍用霍尔效应测量磁场的原理和方法。设计了使用霍尔传感器测量磁场的硬件电路和主程序框图 ,同时详细分析了不平衡电动势的自动补偿电路和自动量程切换技术实现的方法。本智能磁场测量系统既适合测量直流磁场 ,又可测量交变磁场 ,且体积小 ,性能高 ,适用频率范围宽。     

新一代闭环电流传感器

本文主要阐述VAC新一代闭环电流传感器的工作原理及特点,同时把霍尔闭环电流传感器和VAC磁片式闭环电流传感器的性能作了比较,新一代磁片式闭环电流传感器具有温度稳定性好、输出精度高、响应速度快、集成度高、体积小和重量轻等优良特性。     

直流传感器回馈补偿系统的设计

在磁势自平衡回馈补偿式直流传感器中,一次被测电流磁势绝大部分已被电抗器直接由交流电源提供的电流自动平衡掉,剩余磁势由直流传感器的回馈补偿系统补偿。直流传感器的差值电流回馈补偿电路利用双向铁心磁放大器的基本原理,在电抗器铁心的空腔内设置零安匝检测铁心和线圈以检测该半周期内直流磁势平衡的安匝差,用于自动跟踪补偿,是一个具有反馈特性的闭环系统。差值补偿电流输出与磁势自平衡电流输出的和即为被测直流电流。为了分析控制系统的稳定性,用方块图来表示控制系统的组成。差值电流回馈补偿系统是一个典型的闭环系统。应用劳斯及古尔维茨稳定判据,通过特征方程的根与各项系数的关系来判别系统的特征根是否全部具有负实部,从而分析线性系统的稳定性。     

校验用开合式霍尔电流传感器聚磁环设计

对电流互感器进行在线校验符合电力系统供电可靠性的要求,针对一般闭环霍尔电流传感器磁环只开一段气隙的情况,文中介绍了一种可用于在线校验的开合式聚磁环结构霍尔电流传感器.以提升测量精度和灵敏度为目的 ,从磁环材料的选择、磁环横截面积大小以及气隙长度等方面阐述了设计方法,具体探讨了两段气隙总宽度与磁环总长度的比例关系.利用C...     

基于单片机的智能小型断路器控制模块关键技术研究

介绍了智能断路器发展趋势及背景,分析了基于单片机的智能小型断路器控制模块研究和设计难点。设计了相应的硬件电路,并对电路的原理进行了说明,同时给出了各部分电路的仿真效果图。提出了电流互感器和电压互感器相结合的供电技术,提高了供电稳定性、可靠性。考虑智能小型断路器尺寸、体积的限制,应用小型电压互感器及霍尔电流传感器解决了采样问题,并最大限度地节省了器件占用体积。     

卫星电源控制中霍尔非接触测量技术

1879年,美国物理学家爱德华·海博特·霍尔发现霍尔效应以来,霍尔技术越来越多地应用于工业控制的各个领域,特别是随着二十世纪中叶第三次产业革命产生的科学技术大爆发,使得基于霍尔效应原理研制而成的霍尔电流传感器,彻底改变了工业应用中对电压、电流的测量方法。霍尔电流传感器是一种新型磁敏传感器,介绍霍尔电流传感器的使用原理,及在卫星电源控制器中应用的典型霍尔电流传感器基本技术条件和在小卫星中对整星方阵电流、负载电流、放电电流的测量举例。     

差磁式直流系统接地故障监测选线装置传感器的研制

研制了直流系统接地故障监测选线装置的传感器———差磁式故障监测选线传感器。理论研究及现场实际运行结果表明,该传感器可以直接检测每条支路漏电流产生的磁场,无需向直流操作回路注入任何信号,对直流操作回路无任何影响,且检测准确、灵敏度高,解决了电力系统接地故障监测的实际问题。     

磁阻传感器在车辆航位推算系统中的应用研究

与陀螺仪相比,在车辆航位推算系统中采用磁阻传感器具有较高的性价比。本文阐述了航位推算以及磁阻传感器的工作原理,详细分析了磁阻传感器的误差,提出了相应的误差修正方法,给出了一个用于航向角推算的实用电路。     

成套开关设备用接触式在线监测温度传感器电源的研制

接触式温度传感器应用于成套开关设备,其前端电源的获取是一个主要问题。笔者利用磁饱和原理,在开关柜母线上安装一电流互感器,使其铁心在小电流时正常励磁,大电流时磁饱和,并通过计算确定其尺寸,研制了满足功率和电压要求的前端电源,从而为后端的接触式传感器和温度在线监测系统提供了稳定、不间断的电源。