尔零磁通直流大电流传感器.doc

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1、尔零磁通直流大电流传感器[点击数：3192    更新时间：2006年06月06日]      一、概述HLZ系列测量仪是一种先进的工业用直流大电流测量仪。仪表能够同时输出直流电流电压两钟信号，可与各种直流电流二次仪表配合使用，可广泛应用于冶金、化工、炭素等工业对现场直流大电流进行测量和控制。HLZ系列测量仪为电流比较式仪表、采用多通道闭环检测原理，具有高准确度高重复性、高分辨率等特点。其各项技术指标均达到美国哈尔马公司精密型产品的技术标准。该仪表全部采用集成电路，性能稳定可靠，测量头开口方式安装，使用维修方便。二、产品技术指标及性能产品型号：HLZ系列测量范围：6-360KA测量原理：霍尔

2、零磁通比较式原理出厂检测精度：±0.1%现场使用精度：±0.2%线形误差：±0.05%响应时间：±5.5ms功   耗：1VA/KA外磁场影响：100高斯误差小于0.1%电源电压：220V（50HZ-60HZ）输出方式：1、电流输出  1A/5000A  0-26mA         2、电压输出  0-1V 0-5V 0-10V使用条件：环境温度-450C-550C         地震烈度小于9度         户外使用 防腐防水结构特点：开口方式，安装方便，安装时不必停电。三、规格以及测量头窗口尺寸 规格窗口尺寸规格窗口尺寸6KA114*11410KA184*18415KA184*1

3、8425KA330*33040KA500*50050KA500*50065KA714*71675KA714*1087100KA714*1087130KA714*1458180KA1127*1991240KA1760*2660350KA2490*3908  四、霍尔电流传感器的原理霍尔电流传感器是利用霍尔效应原理制成的检测电流装置，它突出的特点是能测量直流、工频、高频等各种波形的电流，而且是电隔离的。输出为电压信号或电流信号，精度普遍较高，虽说要辅助电源，但功耗很小，重量轻。使用方便可靠，是新一代电流传感器。一、霍尔效应与电流传感器的联系霍尔效应是1879年由美国物理学家EHHall首先在金属

4、材料中发现的。至今，霍尔效应已在很多领域得到应用。随着半导体工业的进步，早期利用锗、铋等材料制成的霍尔效应元件（简称霍尔元件），也逐步发展到了现在的硅、砷化镓、锑化钿等霍尔元件，性能有很大的提高，并进入了实用阶段，成为科技领域中不可缺少的新型器件之一。霍尔元件是将磁场转换成电信号的线形磁敏元件，霍尔输出电压VH有：VH=S。I*BS：乘积灵敏度（m/V/K/G.mA）；I：工作电流（mA）；B：磁感应强度（KG）。从（1）式中有，当S与I一定，则VH与B有一直线的线形关系。霍尔电流传感器正是利用VH与B的线形关系，来测量导线电流的。我们知道，通电导体在它周围必然产生磁场，根据安培回路定律，电

5、流与磁场的关系为：∮B﹒dl=µ。∑I。(通电导体为圆柱体)（L） (2)式中µ。=4Л×10。不同的半径R，磁感应强度不同。用霍尔元件来直接测量磁场B，只能测出RR+△R内的平均磁场（△R为霍尔元件敏感区的边长）。因µ。很小，故导线在空气中产生的磁场是很弱的，这将给测量带来较大的误差。为了加大磁场信号，减少测量误差，可在导线上套一开有气隙的软磁圆环，磁环可将磁力线有效的集中在环内。因磁环本身材料的性质，当励磁电流I。为零时，剩磁很小。  根据安培回路定律，可得到这种磁路形式的电流与磁场关系：  NI。=∮H﹒dl=∑B/µiµ。      =B﹒l1/µiµ。+B﹒l2/µ。       

6、        (3)l1为磁环长度，l2为气隙长度，N为导线匝线。由（3）式可得：       (4)上式中，µiµ。为软磁材料的绝对磁导率，约在4000-5000，I1/I2≈102数量级，因此I1/µµ。＜＜I1/µ。，（4）式可化为  B=µ。NI。/I1                               (5)（5）式与（2）式相比，由于2R/I1=102数量级，设N=1，则（5）式中的磁感应强度是（2）中的磁感应强度的100倍左右。这说明，利用磁环收集磁场，可以加大信号，提高信噪比。气隙中磁场近似为均匀磁场，因此，将霍尔元件放入气隙中测量磁场，就能间接的反映出电流的大小

7、。将（5）式代入（1）式中有：VH=SI﹒µ。NI。/I1                          (6)从上式看出，只要将集磁环与霍尔元件组合在一起，就成了测量电流的传感头，它也是电流传感器的核心部分。     二、霍尔电流传感器的两种线路原理1、霍尔直放式电流传感器（霍尔直检式）霍尔电流传感器依据使用范围及目的的不同，在线路原理上通常愤怒为两种形式。霍尔直放式电流传感器是利用集磁环将通电导线周围