闭环霍尔电流传感器是利用霍尔器件为核心敏感元件用于隔离检测电流的模块化产品，它的工作原理是霍尔磁平衡式的（或称霍尔磁补偿式、霍尔零磁通式）。众所周知，当电流流过一根的直导线时，在导线周围产生磁场，磁场的大小与流过导线的电流大小成正比，这一磁场可以通过软磁材料来聚集，用霍尔器件进行检测，由于磁场的变化与霍尔器件的输出电压信号有良好的线形关系，可利用霍尔器件的测得的输出信号，直接反应出导线中的电流大小，即： I ∝ B ∝ VH （2） 式中：I为通过导线中的电流；B为导线通电流后产生的磁感应强度；VH为霍尔器件在磁场B中产生的霍尔电压。当选择适当的比例系数，上述关系可以表示为等式。对于霍尔输出电压信号VH的处理，人们设计了许多种电路，但总体来讲可分为两类，一类为开环（或称直测式、直检式）霍尔电流传感器；另一类为闭环（或称零磁通式、磁平衡式）霍尔电流传感器。 针对霍尔传感器的电路形式而言，人们*容易想到的是将霍尔元件的输出电压用运算放大器直接信号放大，得到所需要的信号电压，由此电压值来标定原边被测电流大小，这种形式的霍尔传感器通常称为开环霍尔电流传感器。开环霍尔传感器的优点是电路形式简单、成本相对较低；其缺点是精度、线性度较差；响应时间较慢；温度漂移较大。为了克服开环传感器存在的不足，八十年代末期，国外出现了闭环霍尔电流传感器。1989年，北京七O一厂引进国外技术在国内率先开展闭环霍尔电流传感器的研制、生产。经过十几年的努力，这种传感器在国内逐渐为广大用户了解和应用。 闭环霍尔电流传感器的工作原理是磁平衡式的，即原边电流（IN）所产生的磁场，通过一个副边线圈的电流（IM）所产生的磁场进行补偿，使霍尔器件始终处于检测零磁通的工作状态。当原副边补偿电流产生的磁场在磁芯中达到平衡时，即有如下等式： N×IN= n×IM （3） 式中：IN为原边电流；N为原边线圈的匝数；IM为副边补偿电流；n为副边线圈的匝数。 由上式看出，当已知传感器原边和副边线圈匝 |
我们统称速度传感器是指单位时间内位移的增量就是速度。速度包括线速度和角速度，与之相对应的就有线速度传感器和角速度传感器。 旋转式速度传感器的结构和特征 旋转式速度传感器按安装形式分为接触式和非接触式两类。 （1）接触式 旋转式速度传感器与运动物体直接接触，这类传感器的工作原理如图6所示。当运动物体与旋转式速度传感器接触时，摩擦力带动传感器的滚轮转动。装在滚轮上的转动脉冲传感器，发送出一连串的脉冲。每个脉冲代表着一定的距离值，从而就能测出线速度V。 设D为滚轮直径，单位为mm，滚轮每转输出πD个脉冲，则1个脉冲代表着1mm的距离值。设在时间t内脉冲计数为n，则线速度v为： 转动脉冲传感器产生脉冲的方式由表及里光电、磁电、电感应等多种。 每个脉冲代表的距离（mm）称为脉冲当量。为了计算方便，脉冲当量常设定为距离mm的整数倍，这是正确使用传感器的关键。 接触式旋转速度传感器结构简单，使用方便。接触滚轮的直径是与运动物体始终接触着，滚轮的外周将磨损，从而影响滚轮的周长。而脉冲数对每个传感器又是固定的。影响传感器的测量精度。要提高测量精度必须在二次仪表中增加补偿电路。接触式难免产生滑差，滑差的存在也将影响测量的正确性。传感器使用中必须施加一定的正压力或着滚轮表面采用摩擦力系数大的材料，尽可能减小滑差。 （2）非接触式 旋转式速度传感器与运动物体无直接接触，非接触式测量原理很多，以下仅介绍两点，供参考。 ［1］光电流速传感器 如图7所示，叶轮的叶片边缘贴有反射膜，流体流动时带动叶论旋转，页轮每转动一周光纤传输反光一次，产生一个电脉冲信号。可由检测到的脉冲数，计算出流速。使脉冲数与叶轮转速再与流速建立关系。利用标定曲线V=kn+c计算流速V。其中：k为变换系数：c为预置值，n为叶轮转速。可将叶轮的转速直接换算成流速。 ［2］光电风速传感器 图8示出，风带动风速计旋转，经齿轮传动后带动凸轮成比例旋转。光纤被徒轮轮番遮断形成一串光脉冲，经光电管转换成定信号，经计算可检测出风速。 非接触式旋转速度传感器寿命长，无需增加补偿电路。但脉冲当量不是距离（mm）整数倍，速度运算相对比较复杂。 旋转式速度传感器的性能可归纳如下： （1）传感器的输出信号为脉冲信号，其稳定性比较好，不易受外部噪声干扰，对测量电路无特殊要求。 （2）结构比较简单，成本低，性能稳定可靠。功能齐全的微机芯片，使运算变换系数易于获得，故目前速度传感器应用极为普遍。 |
