传感器课程设计---霍尔电流传感器设计

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1、 传感器课程设计说明书传感器课程设计说明书 霍尔电流传感器设计霍尔电流传感器设计 学生学号：学生学号： 专业班级：专业班级： 测控技术与仪器测控技术与仪器 0902 班班 学生姓名：学生姓名： 教师姓名：教师姓名： 2012 年 01 月 1 1.1.绪论绪论 1.11.1 概述概述 传感器技术是利用各种功能材料实现信息检测的一门综合技术学科，是在现 今科学领域中实现信息化的基础技术之一。现代测量、控制与自动化技术的飞速发 展，特别是电子信息科学的发展，极大地促进了现代传感器技术的发展。同时，我 们也看到，传感器在日常生活中的运用越来越广泛，可以说它已成为了测试测量不 可或缺的环节。因此，学习

2、、研究并在实践中不断运用传感器技术是具有重大意义 的。 霍尔电流传感器具有如下优点：1. 测量范围广：它可以测量任意波形的电 流和电压，如直流、交流、脉冲、三角波形等，甚至对瞬态峰值电流、电压信号也 能忠实地进行反映。2. 响应速度快：最快者响应时间只为 1us。3. 测量精度高： 其测量精度优于 1%，该精度适合于对任何波形的测量。普通互感器是感性元件， 接入后影响被测信号波形，其一般精度为 3%5%，且只适合于 50Hz 正弦波形。4. 线性度好：优于 0.2% 。5. 动态性能好：响应时间快，可小于 1us;普通互感器的 响应时间为 1020ms。6. 工作频带宽：在 0100KHz 频

3、率范围内的信号均可以测 量。7. 可靠性高，平均无故障工作时间长：平均无故障时间5 10 小时。 8. 过 载能力强、测量范围大：0-几十安培上万安培 。9. 体积小、重量轻、易于安 装。由于霍尔电流电压传感器以上的优点，故而可广泛应用与变频调速装置、逆变 装置、UPS 电源、逆变焊机、电解电镀、数控机床、微机监测系统、电网监控系统 和需要隔离检测电流电压的各个领域中。因此，我们有必要对霍尔电流传感器进行 进一步的了解，了解其硬件组成，了解其工作原理，了解其误差来源等。 本课程设计过程中，我们将自行制作一个霍尔电流传感器，并用其检测电 流。 1.21.2 设计任务书设计任务书 采用集成霍尔传感

4、器制作电流传感器，具体要求如下： 2 用集成的霍尔传感器制作用带空气隙的环形磁芯电流传感器。磁场由绕在磁 芯上的电流线圈产生，该磁场被磁芯聚集后作用在霍尔元件上，霍尔元件将磁场变 电压。要制作电路消除零场的电压，再进行放大，用数字电压表显示被测值。 2.2.方案设计方案设计 2.12.1 原理简述原理简述 绕在铁芯上的线圈在通电流时在铁芯中产生磁场，通上电流的集成霍尔元件 在磁场的作用下，产生霍尔电动势，将产生的微小的霍尔电动势接入放大电路中， 然后用数字电压表检测。通过数字读出数字电压报表的读数即可知道被测电流小。 NIH)H-r(2 NIH gm ld ggmm SBSB g0mm0 gm HH SS 上式中：Hg 表示空隙中的磁场强度 Hm表示铁芯中的磁场强度 N 表示线圈匝数 Sg表示磁芯两级所对的空隙的截面积 Sm表示铁芯的截面积 Bg表示空隙中的磁感应强度 Bm表示铁芯中的磁感应强度 由上述公式得： r 3