用霍尔元件实现功率测量的新方法研究

在分析现有的功率测量方法的基础上,提出了一种用霍尔元件实现功率测量的新方法—霍尔元件法。通过一个合适的测量电路,把功率转化成霍尔元件的磁通量和控制电流的乘积,然后,根据霍尔元件输出电压的大小,便可以计算出功率值。实验结果表明:测量准确度优于±0.1%。     

霍尔电流、功率传感器

本文讨论了利用霍尔元件作敏感元件的大电流,直流功率传感器的原理与设计时应该考虑的一些问题,给出了磁路计算与温度补偿的方法。     

2ACM型磁敏二极管——介绍一种新型磁电转换器件

一、磁敏二极管简介磁敏二极管是继霍尔元件和磁敏电阻之后发展起来的一种新型磁电转换元件。由于它有体积小、磁灵敏度高等优点,可广泛应用于磁场的检测、自动磁力探伤、工业自动化装置和电子技术以及国防工业的应用领域中。目前使用的半导体磁电转换元件只有霍尔元件及磁敏电阻。霍尔元体是根据霍尔效应原理制成的,这种元件的特点是它的输出     

基于Modbus/TCP的数字式电流互感器设计

设计了一种带温度补偿和可通信功能的数字式电流互感器。该数字式互感器以STM32F103芯片为核心,利用霍尔电流传感器ACS712采集交流电流信号,经STM32F103模数转换和真有效值计算处理,并进行Modbus/TCP数据封装,通过工业以太网传给上位机,实现了数字式电流互感器与上位机之间的通信。由于温度是影响ACS712测量精度的最主要因素,所以采用插值法对数字式电流互感器进行温度补偿,消除了温度对霍尔电流传感器测量精度的影响。实验表明,所设计的数字式电流互感器具有可通信、精度高、性能稳定等优点。     

第9期考考你解答(五)

错误:CD40110是上升沿计数,所以9014倒相不合理,虽然也能计数,但本应磁铁接近霍尔元件计数的变成离开霍尔元件计数,不符常理。另外,专门为一个霍尔元件提拱一个78L05显得浪费又复杂,在这里用一个电阻降压应是合适的,用一个数K的电阻就能满足要求(没有提供霍尔元件的型号参数不好测算)。     

线性霍尔元件的互补组合及其差分式应用

为改善线性霍尔元件的输出特性,提出了一种基于霍尔互补组合的差分式应用方法.在阐述霍尔差分式测量方法的原理和实际应用的基础上,分别给出了霍尔互补组合体的实现方法和实验结果.结果证明,霍尔元件的差分式应用方法具有增大输出电压幅度、抑制共模干扰和降低温度漂移的优点,有利于提高线性霍尔元件的稳定性和测最精度.     

新品快报

LEM推出MinisensASIC传感器LEM推出了Minisens、小型化的、集成化的可测量AC和DC电流传感器。频带范围可到100kHz。这款新的传感器提供全面的绝缘(不需要光耦)和高灵敏度(每安培可以输出20mV到200mV)并且没有插入损耗。可直接通过SMD固定在印制电路板,降低设备成本Minisens是一个整合了ASIC以及磁场收集装置的霍尔传感器,可直接测量电流,不需要外加的磁芯非接触测量方式可以避免对电流测量等级的限制。唯一的限制因素是原边导线的温度特性。可以测量PCB的导线,也可测量在minisens上或下的空间导线及母排电流。无限的设计方式可以使minisens测量到70A甚至更高。     

三漏CMOS磁敏器件

采用矩形结构的霍尔元件作为磁敏电路中敏感部分的硅霍尔磁敏器件已相当成熟,但磁灵敏度不大,仅约10~2V/AT.因此探讨具有高灵敏度的磁敏器件,对于工艺相当成熟的硅材料来说仍然很有意义.从硅的MOS器件来看,早先由Gallagher和Corak提出用MOS表面的反型导电层做MOS霍尔元件,曾达到10~3V/AT的灵敏度.而后由Fry和Hoey提出用双漏MOS场效应晶体管做成灵敏度达10~4V/AT的磁敏元件.由于负载电阻大,稳定性较差,Popovic和Baltes又进一步用这种晶体管做成CMOS差分放大器结构形式,得到了有同样灵敏度且较稳定的磁敏器件.     

退火对电容型硅纳米孔柱阵列湿度传感器性能的影响

基于硅纳米孔柱阵列(Si-NPA)制备电容型湿度传感元件,并在250℃、450℃和550℃三个温度下对元件进行退火处理。测试数据显示,在测试温度低于550℃时,Si-NPA湿敏元件灵敏度随退火温度的升高而增大,但响应时间略微延长,湿滞回差略微增大;550℃退火后,元件的灵敏度急剧降低。采用场发射扫描电镜(FE-SEM)对不同温度退火的硅纳米孔柱阵列表面形貌进行观察,发现550℃退火元件的微观多孔结构发生了明显变化,即多孔结构致密化。结果表明,通过合适温度退火可以显著提高Si-NPA湿敏元件灵敏度,同时仍然保持较快的响应速度和较小的湿滞回差。     

国外展望

联邦德国 Wiegind 有限公司研制的小型压力传感器,它是采用霍尔元件作为测量元件。永久磁铁是通过一专用弹簧管受压变形而位移。当压力改变时,霍尔元件受到的磁场亦改变,霍尔元件的电子自动达到动平衡,输出与压力成正比的0～100mV 的电压信号。881.21型为四线制,881.16型为两线制(电压信号经电路转换为4～20mA 电流信号)。这两种压力传感器都需用903.10型电源供电。输出信号     

InSb磁敏电阻器的开发

<正> InSb磁敏电阻器是利用半导体磁阻效应制成的一种磁敏元件。因为这种元件的基本结构是一种两端型结构,所以在各种应用中,特别是在电路布局中就比四端型霍尔元件有许多优越性。     

基于BP-PSO的霍尔位移传感器的温度补偿研究

温度对霍尔传感器的灵敏系数有严重影响,因此霍尔传感器测量位移时的电压输出会随着温度的改变而发生变化。为减小测量误差,需要对霍尔传感器进行温度补偿。首先采用粒子群优化的BP神经网络算法(BP-PSO)建立被测位移与霍尔位移传感器输出电压和工作环境温度的关系,其次依据该算法求出融合后的数据,最后依据通过BP-PSO算法融合后的数据分析温度灵敏度系数和相对误差。研究结果表明,经过温度补偿算法后温度灵敏度系数提高了一个数量级,相对误差也得到相应改善,成功实现了通过补偿算法减小温度对霍尔传感器的影响。     

CMOS技术中磁传感器的二维数字模拟

在此我们介绍最近在标准的CMOS技术中实现的两种集成硅的二维数字模拟磁传感器,即双漏MOSFET以及分别对垂直和平行于薄片表面的磁场敏感的竖直霍尔效应元件。结果包括电势,电流、面电荷分布其灵敏度,线性度,噪音等问题,提出了改进元件较理想的几何尺寸、运用了有限差分和新格林函数近似两种方法求解了在磁场存在下载流子输运的微分方程。     

OCH1970 3D霍尔传感器 上海灿瑞科技股份有限公司

<正>灿瑞科技发布了3D霍尔传感器OCH1970。该产品是灿瑞科技针对消费电子、工业市场独立设计的一款基于3D霍尔技术的可编程3D霍尔传感器。OCH1970的电路设计集成了可检测三维磁场的霍尔元件、斩波处理电路、ADC转换模块及通讯模块等电路,不仅可以支持I2C&SPI两种通讯协议,还具有三轴各16 Bit数据输出以及更宽的灵敏度编程范围,     

压阻式微型动态压力传感器的灵敏度温度补偿

压阻式压力传感器具有灵敏度高,体积小,使用频带宽,结构简单等特点。但也存在着受溫度影响大,需进行溫度补偿的问題。灵敏度温度补偿是其中重要的一项。补偿方法主要有以下几种: 恒流源补偿依靠电源对电流的稳定性,使传感器工作电流不受温度影响,理论上可消除温度对灵敏度的影响。当采用恒压源供电时,通常在电桥的电源廻路上进行线路补偿。按补偿元件与被补偿元     

基于霍尔检测原理的大中型电机过电流保护研究

本文针对大中型电机的过电流和速断保护,基于霍尔检测原理,采用霍尔元件AN3503和磁线圈设计了一种用于大中型电机过电流保护的检测装置。系统以AT89C51单片机为核心,实现了对大中型电机及时有效并且具有良好隔离效果的过电流保护。并且具有稳定可靠,简单易行,操作方便,成本低的特点。     

磁温度系数测试的数字显示和自动记录

<正> 经过反复探索,我们利用实验室经常使用的高斯计、数字电压表和函数记录仪实现了磁体随温度变化的数字显示和自动记录。利用高斯计、数字电压表的方法,我们称之为霍尔-高斯计-数字显示(G-DD)方法和磁补偿霍尔-高斯计-数字显示(MCH-G-DD)方法,利用高斯计、函数记录仪的方法,我们称之为磁补偿霍尔-高斯计-自动记录(MCH-G-AR)方法。GDD方法灵敏度为万分之五,可以分辨0.04高斯的磁     

微张力测量模型设计与实验研究

对差分结构的霍尔式张力测量模型进行了研究,基于线性霍尔元件和悬臂梁设计了挠度参变量和转角参变量两种微张力测量模型.应用悬臂梁系统将待测张力转换为位移和转角的变化,并以它们为中间参变量,建立了张力与霍尔电压的线性关系,实现了用线性霍尔元件以磁敏的方式测量张力.模型的对称互补式设计,不仅抵消了非线性变量对测量的影响,还能提高信号输出幅度.模型的差分式电压输出,能够抑制共模干扰和零点漂移.两种模型均能实现单一线性变量测量,实验结果符合理论结论.对比实验研究表明,挠度参变量微张力测量模型的灵敏度和线性度均优于转角参变量微张力测量模型,论述了设计原理并给出了理论计算.     

基于霍尔元件的矿用钢丝绳探伤仪研究

针对目前钢丝绳探伤仪无法准确检测钢丝绳是否发生损伤的问题,基于漏磁检测法设计了一种基于霍尔元件的矿用钢丝绳探伤仪。采用永磁体磁化钢丝绳,当钢丝绳受损时损伤处会有漏磁产生,利用霍尔元件采集钢丝绳损伤处的漏磁信号,通过分析霍尔元件的输出电压波形判断钢丝绳是否存在损伤。为了进一步提高该探伤仪检测的准确度,优化了霍尔元件的轴向、周向和径向布置方式:利用Ansoft Maxwell对钢丝绳的磁化情况进行仿真,根据仿真结果确定霍尔元件的轴向布置方式,霍尔元件的轴向位置选择布置在探伤仪的中心位置;为了消除钢丝绳的股间效应,对霍尔元件的周向布置进行了计算与设计,当2个检测点的周向距离为29mm时可基本消除股间效应的影响;采用改变提离距离的方法研究了霍尔元件的径向布置,钢丝绳运动过程中会产生抖动,为防止钢丝绳与霍尔元件产生接触导致设备损坏,需根据钢丝绳的抖动情况选择合适的提离距离布置霍尔元件。实验结果表明,该探伤仪可以根据钢丝绳损伤处信号突变情况准确检测钢丝绳是否发生损伤。     

基于光纤传感稳态热容平衡模型的架空线路导线温度监测

架空线路温度监测过程中,受环境温度、日照等因素的影响,导致其监测数据失真,降低监测准确度。提出基于光纤传感器的架空线路导线温度监测方法。建立架空线路导线的稳态热容平衡模型,分析影响导线温度相关因素。通过光纤温度传感器得到热膨胀的反应系数,计算求得光纤布拉格光栅对温度变化的灵敏度系数,构建传感稳态热平衡方程。结合环境温度、风速和日照辐射等参数,利用导线温升公式计算出传感导线各部位热阻值,获得相对应温度监测数据,实现架空线路导线温度监测。实验结果表明,所提方法在不影响线路正常运行情况下,实验测得导线上表面、侧方位和下表面的温度分别为27.8℃、26.6℃和23.4℃,温度监测准确,误差小。