In questo articolo apprendiamo un semplice circuito del sensore di corrente senza contatto che utilizza un sensore a effetto hall IC.

Perché sensore ad effetto Hall

Quando si tratta di rilevare la corrente (Amp), i dispositivi a effetto Hall lineare sono i migliori e i più precisi.

Questi dispositivi possono rilevare e misurare la corrente da pochi ampere a molte migliaia. Inoltre consente di effettuare le misurazioni esternamente senza la necessità di un contatto fisico con il conduttore.

Quando la corrente passa attraverso un conduttore, in genere viene generato un campo magnetico nello spazio libero di circa 6,9 gauss per ampere.

Ciò implica, per ottenere un'uscita valida dal dispositivo ad effetto Hall, è necessario configurarlo entro la gamma del campo sopra.

Per i conduttori con correnti basse, ciò significa che il dispositivo deve essere configurato all'interno di disposizioni appositamente progettate per migliorare la portata e le capacità di rilevamento del sensore.

Tuttavia, per conduttori che trasportano grandi quantità di corrente, qualsiasi disposizione speciale potrebbe non essere necessaria e il dispositivo lineare ad effetto Hall sarebbe in grado di rilevare e misurare gli ampere direttamente posizionandosi all'interno di un toroide con intercapedine.

Calcolo del flusso magnetico

La densità del flusso magnetico sul dispositivo può essere formulata come sotto:

B = I / 4 (pi) r oppure I = 4 (pi) rB

dove,
B = intensità di campo in Gauss
I = corrente in Ampere
r = distanza dal centro del conduttore al dispositivo posizionato in pollici.

Si può notare che un elemento ad effetto Hall produrrà la risposta ottimale quando è posizionato perpendicolare a un campo magnetico. Il motivo è una ridotta generazione di coseno dell'angolo rispetto ai campi angolati a 90 gradi.

Misurazione della corrente senza contatto (bassa) utilizzando una bobina e un dispositivo ad effetto Hall

Come discusso in precedenza, quando sono coinvolte correnti inferiori la misurazione attraverso una bobina diventa utile poiché la bobina aiuta a concentrare la densità del flusso e quindi la sensibilità.

Applicazione dello spazio tra dispositivo e bobina

Applicando un traferro da dispositivo a bobina di 0,060 ', la densità di flusso magnetico effettiva ottenuta diventa:

“cos'è un fusibile di tipo d? ”

B = 6,9 nI oppure n = B / 6,9I

dove n = numero di spire della bobina.

Ad esempio, per visualizzare 400 gauss a 12 ampere, la formula sopra può essere utilizzata come:

n = 400/83 = 5 giri

Un conduttore che trasporta intensità di corrente inferiori, tipicamente inferiori a 1 gauss, diventa difficile da rilevare a causa della presenza di interferenza intrinseca normalmente accompagnata da dispositivi a stato solido e circuiti amplificatori lineari.

Il rumore a banda larga emesso all'uscita del dispositivo è tipicamente 400uV RMS, risultando un errore di circa 32mA, che potrebbe essere significativamente grande.

Al fine di identificare e misurare correttamente le basse correnti, viene utilizzata una disposizione mostrata di seguito in cui il conduttore è avvolto attorno a un nucleo toroidale alcune volte (n), dando la seguente equazione:

B = 6,9 nI

dove n è il numero di giri

Il metodo consente di potenziare i campi magnetici a bassa corrente in modo sufficiente per fornire al dispositivo ad effetto Hall dati privi di errori per la successiva conversione in volt.

Misurazione della corrente senza contatto (alta) utilizzando un toroide e un dispositivo ad effetto Hall

Nei casi in cui la corrente attraverso il conduttore può essere elevata (circa 100 ampere), un dispositivo ad effetto Hall può essere utilizzato direttamente tramite un toroide a sezione di spiedo per misurare le grandezze in questione.

Come si può vedere nella figura sottostante, l'effetto Hall è posto tra la fessura o il traferro del toroide mentre il conduttore che trasporta la corrente passa attraverso l'anello toroide.

Il campo magnetico generato attorno al conduttore è concentrato all'interno del toroide e viene rilevato dal dispositivo Hall per le conversioni richieste in uscita.

Le conversioni equivalenti effettuate dall'effetto Hall possono essere lette direttamente collegando opportunamente i suoi terminali ad un multimetro digitale regolato a range mV DC.

Il cavo di alimentazione dell'IC ad effetto Hall deve essere collegato a una sorgente CC secondo le sue specifiche.