في هذه المقالة نتعرف على دائرة مستشعر تيار بسيط غير متصل باستخدام مستشعر تأثير القاعة IC.

لماذا مستشعر تأثير هول

عندما يتعلق الأمر باستشعار التيار (أمبير) ، فإن أجهزة تأثير القاعة الخطية هي الأفضل والأكثر دقة.

يمكن لهذه الأجهزة استشعار وقياس التيار من بضعة أمبير إلى عدة آلاف. علاوة على ذلك ، فإنه يسمح بإجراء القياسات خارجيًا دون الحاجة إلى الاتصال الجسدي بالموصل.

عندما يمر التيار عبر موصل ، عادة ما يتولد مجال مغناطيسي للفضاء الحر يبلغ حوالي 6.9 جاوس لكل أمبير.

هذا يعني أنه من أجل الحصول على إخراج صالح من جهاز تأثير Hall ، يجب تكوينه ضمن نطاق الحقل أعلاه.

بالنسبة للموصلات ذات التيارات المنخفضة ، فإن هذا يعني أن الجهاز يحتاج إلى تكوين داخل ترتيبات مصممة خصيصًا لتعزيز النطاق وقدرات الاستشعار الخاصة بالمستشعر.

ومع ذلك ، بالنسبة للموصل الذي يحمل مقادير عالية من التيار ، قد لا تكون هناك حاجة إلى أي ترتيب خاص وسيكون جهاز تأثير هول الخطي قادرًا على استشعار وقياس الأمبيرات مباشرة عن طريق وضع نفسه داخل توررويد ذو فجوات.

حساب التدفق المغناطيسي

يمكن صياغة كثافة التدفق المغناطيسي فوق الجهاز على النحو التالي:

B = I / 4 (pi) r ، أو I = 4 (pi) rB

أين،
B = شدة المجال في Gauss
أنا = الحالي في أمبير
r = المسافة من مركز الموصل إلى الجهاز الموضوع بالبوصة.

تجدر الإشارة إلى أن عنصر تأثير هول سينتج الاستجابة المثلى عندما يتم وضعه بشكل عمودي على المجال المغناطيسي. والسبب هو تقليل توليد جيب التمام للزاوية مقارنة بالمجالات الزاوية عند 90 درجة.

قياس عدم التلامس للتيار (المنخفض) باستخدام ملف وجهاز تأثير هول

كما نوقش أعلاه ، عندما يتم تضمين التيارات المنخفضة ، يصبح قياسها من خلال ملف مفيدًا لأن الملف يساعد على تركيز كثافة التدفق وبالتالي الحساسية.

فرض فجوة جهاز إلى ملف

من خلال فرض فجوة هوائية من جهاز إلى ملف تبلغ 0.060 بوصة ، تصبح كثافة التدفق المغناطيسي الفعالة:

“لماذا استخدام 3 مراحل السلطة ”

B = 6.9nI أو n = B / 6.9I

حيث n = عدد لفات الملف.

كمثال ، لتصور 400 جاوس عند 12 أمبير ، يمكن استخدام الصيغة أعلاه على النحو التالي:

ن = 400/83 = 5 أدوار

يصبح من الصعب الشعور بالموصل الذي يحمل مقادير تيار أقل ، عادةً أقل من 1 جاوس ، بسبب وجود تداخل متأصل مصحوب عادةً بأجهزة الحالة الصلبة ودوائر مكبر خطي.

عادةً ما تكون ضوضاء النطاق العريض المنبعثة من خرج الجهاز 400 فائق التوهج RMS ، مما ينتج عنه خطأ يبلغ حوالي 32 مللي أمبير ، والذي يمكن أن يكون كبيرًا بشكل ملحوظ.

من أجل تحديد وقياس التيارات المنخفضة بشكل صحيح ، يتم استخدام الترتيب الموضح أدناه حيث يتم لف الموصل حول نواة حلقي عدة مرات (n) ، مع إعطاء المعادلة التالية:

ب = 6.9 ني

أين ن هو عدد المنعطفات

تسمح هذه الطريقة بتعزيز المجالات المغناطيسية ذات التيار المنخفض بشكل كافٍ لتزويد جهاز تأثير القاعة ببيانات خالية من الأخطاء للتحويل اللاحق بالفولت.

قياس عدم التلامس للتيار (العالي) باستخدام جهاز حلقي وتأثير هول

في الحالات التي قد يكون فيها التيار من خلال الموصل مرتفعًا (حوالي 100 أمبير) ، يمكن استخدام جهاز تأثير هول مباشرة عبر حلقي قسم البصق لقياس المقادير المعنية.

كما يتضح من الشكل أدناه ، يتم وضع تأثير هول بين الانقسام أو فجوة الحلقي بينما يمر الموصل الذي يحمل التيار عبر الحلقة الحلقية.

يتركز المجال المغناطيسي المتولد حول الموصل داخل torroid ويتم اكتشافه بواسطة جهاز Hall للتحويلات المطلوبة عند الإخراج.