Circuito sensor de corrente sem contato com CI com efeito Hall

Neste artigo, aprendemos sobre um circuito simples de sensor de corrente sem contato que usa um sensor IC de efeito Hall.

Por que o sensor de efeito Hall

Quando se trata de detectar corrente (amperes), os dispositivos lineares de efeito Hall são os melhores e mais precisos.

Esses dispositivos podem detectar e medir a corrente de alguns amplificadores a milhares. Além disso, permite que as medições sejam feitas externamente, sem a necessidade de contato físico com o motorista.

Quando a corrente passa através de um condutor, geralmente é gerado um campo magnético de espaço livre de cerca de 6,9 ​​gauss por amp.

Isso implica que, para obter uma saída válida do dispositivo de efeito Hall, ele deve ser configurado dentro do intervalo do campo anterior.

Para condutores com baixas correntes, isso significa que o dispositivo deve ser configurado dentro de provisões especialmente projetadas para melhorar o alcance e os recursos de detecção do sensor.

No entanto, para condutores que transportam grandes quantidades de corrente, nenhum arranjo especial pode ser necessário, e o dispositivo linear de efeito Hall seria capaz de detectar e medir amplificadores diretamente quando posicionados dentro de um toróide com lacunas.

Cálculo do fluxo magnético

A densidade do fluxo magnético no dispositivo pode ser formulada da seguinte maneira:

B = I / 4 (pi) r, ou I = 4 (pi) rB

Onde,
B = intensidade do campo em Gauss
I = corrente em amperes
r = distância do centro do condutor ao dispositivo posicionado em polegadas.

Deve-se notar que um elemento de efeito Hall produzirá a resposta mais ideal quando colocado perpendicularmente a um campo magnético. A razão é que a geração de cosseno do ângulo foi reduzida em comparação com campos angulares de 90 graus.

Medição de corrente sem contato (baixa) usando uma bobina e um dispositivo de efeito Hall

Como discutido acima, quando correntes mais baixas estão envolvidas, a medição através de uma bobina se torna útil, pois a bobina ajuda a concentrar a densidade do fluxo e, portanto, a sensibilidade.

Aplicar lacuna do dispositivo à bobina

Ao impor uma folga de ar entre o dispositivo e a bobina de 0,060 “, a densidade efetiva do fluxo magnético alcançada se torna:

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

onde n = número de voltas da bobina.

Como exemplo, para exibir 400 gauss em 12 amperes, a fórmula acima pode ser usada como:

n = 400/83 = 5 turnos

Um condutor carregando magnitudes de corrente mais baixas, tipicamente abaixo de 1 gauss, torna-se difícil de detectar devido à presença de interferência inerente, normalmente acompanhada por dispositivos de estado sólido e circuitos de amplificador linear.

O ruído de banda larga emitido na saída do dispositivo é tipicamente 400uV RMS, resultando em um erro de aproximadamente 32 mA, que pode ser significativamente grande.

Para identificar e medir corretamente as correntes baixas, é utilizado um arranjo mostrado abaixo, no qual o condutor é enrolado em torno de um núcleo toroidal várias vezes (n), fornecendo a seguinte equação:

B = 6,9nI

onde n é o número de voltas

O método permite que os campos magnéticos de baixa corrente sejam aprimorados o suficiente para fornecer ao dispositivo de efeito Hall dados sem erros para posterior conversão em volts.

circuito sensor de corrente sem contato com ci com efeito

Medição de corrente sem contato (alta) usando um dispositivo de efeito Toroid e Hall

Nos casos em que a corrente através do condutor pode ser alta (cerca de 100 amperes), um dispositivo de efeito Hall pode ser usado diretamente através de um toróide da seção da saliva para medir as quantidades em questão.

Como pode ser visto na figura abaixo, o efeito Hall é colocado entre a divisão ou o espaço do toróide, à medida que o condutor transportador de corrente passa pelo anel do toróide.

O campo magnético gerado ao redor do condutor é concentrado no toróide e é detectado pelo dispositivo Hall para as conversões necessárias na saída.

1590436913 272 circuito sensor de corrente sem contato com ci com efeito

As conversões equivalentes feitas pelo efeito Hall podem ser lidas diretamente conectando corretamente seus cabos a um multímetro digital configurado em uma faixa de mV DC.

O cabo de alimentação do IC de efeito Hall deve ser conectado a uma fonte de CC de acordo com suas especificações.

Cortesia:

allegromicro.com/~/media/Files/Technical-Documents/an27702-Linear-Hall-Effect-Sensor-ICs.ashx



FONTE

Nota: Este foi traduzido do Inglês para português (auto)

Pode conter erros de tradução

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