Датчик тока и напряжения на эффеке холла
Содержание:
- Классификация датчиков
- Современные датчики тока
- Преимущества датчиков тока в современных схемах
Для того чтобы успешно автоматизировать различные технологические процессы, эффективно управлять приборами, устройствами, машинами и механизмами, нужно постоянно измерять и контролировать множество параметров и физических величин. Поэтому неотъемлемой частью автоматических систем стали датчики, обеспечивающие получение информации о состоянии контролируемых устройств.
По своей сути каждый датчик является составной частью регулирующих, сигнальных, измерительных и управляющих приборов. С его помощью преобразуется та или иная контролируемая величина в определенный тип сигнала, позволяющий измерять, обрабатывать, регистрировать, передавать и хранить полученную информацию. В некоторых случаях датчик может оказывать воздействие на подконтрольные процессы. Всеми этими качествами в полной мере обладает датчик тока, используемый во многих устройства и микросхемах. Он преобразует воздействие электрического тока в сигналы, удобные для дальнейшего использования.
Классификация датчиков
Датчики, применяемые в различных устройствах, классифицируются в соответствии с определенными признаками. По возможности измерений входных величин, они могут быть: электрическими, пневматическими, датчиками скорости, механических перемещений, давления, ускорения, усилия, температур и других параметров. Среди них измерение электрических и магнитных величин занимает примерно 4%.
Каждый датчик преобразует входную величину в какой-либо выходной параметр. В зависимости от этого, контрольные устройства могут быть неэлектрическими и электрическими.
Среди последних чаще всего встречаются:
- Датчики постоянного тока
- Датчики амплитуды переменного тока
- Датчики сопротивления и другие аналогичные приборы.
Основным достоинством электрических датчиков является возможность передачи информации на определенные расстояния с высокой скоростью. Применение цифрового кода обеспечивает высокую точность, быстродействие и повышенную чувствительность измерительных приборов.
Принцип действия
По принципу работы все датчики разделяются на два основных вида. Они могут быть генераторными – непосредственно преобразующими входные величины в электрический сигнал. К параметрическим датчикам относятся устройства, преобразующие входные величины в измененные электрические параметры самого датчика. Кроме того, они могут быть реостатными, омическими, фотоэлектрическими или оптико-электронными, емкостными, индуктивными и т.д.
К работе всех датчиков предъявляются определенные требования. В каждом устройстве входная и выходная величина должны находиться в непосредственной зависимости между собой. Все характеристики должны быть стабильными во времени. Как правило эти приборы отличаются высокой чувствительностью, небольшими размерами и массой. Они могут работать в самых разных условиях и устанавливаться различными способами.
Современные датчики тока
Датчиками тока являются устройства, с помощью которых определяется сила постоянного или переменного тока в электрических цепях. В их конструкцию входят магнитопровод с зазором и компенсационной обмоткой, датчик Холла, а также электронная плата, выполняющая обработку электрических сигналов. Основным чувствительным элементом служит датчик Холла, закрепляемый в зазоре магнитопровода и соединяемый со входом усилителя.
Принцип действия в целом одинаковый для всех подобных устройств. Под действием измеряемого тока возникает магнитное поле, затем, с помощью датчика Холла осуществляется выработка соответствующего напряжения. Далее это напряжение усиливается на выходе и подается на выходную обмотку.
Основные виды датчиков тока:
Датчики прямого усиления (O/L). Обладают небольшими размерами и массой, низким энергопотреблением. Диапазон преобразований сигналов существенно расширен. Позволяет избежать потерь в первичной цепи. Работа устройства базируется на магнитном поле, которое создает первичный ток Ip. Далее происходит концентрация магнитного поля в магнитной цепи и его дальнейшее преобразование элементом Холла в воздушном зазоре. Сигнал, полученный с элемента Холла усиливается и на выходе образуется пропорциональная копия первичного тока.
Датчики тока (Eta). Характеризуются широким диапазоном частот и расширенным диапазоном преобразований. Преимуществами данных устройств является низкое энергопотребление и незначительное время задержки. Работа устройства поддерживается однополярным питанием от 0 до +5 вольт. Действие прибора основано на комбинированной технологии, в которой используется компенсационный тип и прямое усиление. Это способствует существенному улучшению характеристик датчика и более сбалансированному функционированию.
Датчики тока компенсационные (C/L). Отличаются широким диапазоном частот, высокой точностью и малым временем задержки. У приборов этого типа отсутствуют потери первичного сигнала, у них отличные характеристики линейности и низкий температурный дрейф. Компенсация магнитного поля, создаваемого первичным током
Датчики тока компенсационные (тип С). Несомненными достоинствами этих приборов является широкий диапазон частот, высокая точность информации, отличная линейность и сниженный температурный дрейф. Кроме того, данные приборы могут измерять дифференциальные токи (CD). Они обладают высокими уровнями изоляции и пониженным влиянием на первичный сигнал. Конструкция состоит из двух тороидальных магнитопроводов и двух вторичных обмоток. В основе работы датчиков лежит компенсация ампер-витков. Ток с небольшим значением из первичной цепи проходит через первичный резистор и первичную обмотку.
Датчики тока PRIME. Для преобразования переменного тока используется широкий динамический диапазон. Прибор отличается хорошей линейностью, незначительными температурными потерями и отсутствием магнитного насыщения. Преимуществом конструкции являются небольшие габариты и вес, высокая устойчивость к различным видам перегрузок. Точность показаний не зависит от того как в отверстии расположен кабель и не подвержена влиянию внешних полей. В этом датчике используется не традиционная разомкнутая катушка, а измерительная головка с сенсорными печатными платами. Каждая плата состоит из двух раздельных катушек с воздушными сердечниками. Все они смонтированы на единую базовую печатную плату. Из сенсорных плат формируются два концентрических контура, на выходах которых суммируется наведенное напряжение. В результате, получается информация о параметрах амплитуды и фазы измеряемого тока.
Датчики тока (тип IT). Характеризуются высокой точностью показаний, широким частотным диапазоном, низким шумом выходного сигнала, высокой стабильностью температуры и низким перекрестным искажением. В конструкции этих датчиков отсутствуют элементы Холла. Первичный ток создает магнитное поле, которое в дальнейшем компенсируется вторичным током. На выходе вторичный ток представляет собой пропорциональную копию первичного тока.
Преимущества датчиков тока в современных схемах
Микросхемы на основе датчиков тока играют большую роль в сохранении энергии. Этому способствует низкое питание и энергопотребление. В интегральных схемах происходит объединение всех необходимых электронных компонентов. Характеристики приборов значительно улучшаются, благодаря совместной работе сенсоров магнитного поля и всей остальной активной электроники.
Современные датчики тока способствуют дальнейшему уменьшению размеров, поскольку вся электроника интегрирована в единственный общий чип. Это привело к новым инновационным компактным дизайнерским решениям, в том числе касающимся и первичной шины. Каждый новый датчик тока обладает повышенной изоляцией и успешно взаимодействует с другими видами электронных компонентов.
Новейшие конструкции датчиков позволяют монтировать их в существующие установки без отключения первичного проводника. Они состоят из двух частей и являются разъемными, что позволяет легко устанавливать эти детали на первичный проводник без каких-либо отключений.
На каждый датчик имеется техническая документация, где отражается вся необходимая информация, позволяющая произвести предварительные расчеты и определить место наиболее оптимального использования.
Компоненты для измерения тока / Habr
Измерение тока используется для контроля над разными параметрами, один из которых — мощность на нагрузке. Существует немало считывающих элементов для измерения тока через нагрузку. Их выбор диктуется потребностями каждого конкретного устройства, а также величиной измеряемого тока. Мы обсудим в этой статье три разных типа считывающих компонентов для измерения тока.Шунты и шунтовые резисторы — простейший вариант токочувствительных элементов. Необходимо лишь помнить о температурном коэффициенте сопротивления (ТКС) резистора и избегать его нагрева. Напомним эмпирическое правило выбора токочувствительного резистора: его максимально допустимая мощность должна не менее чем в два раза превышать рабочую мощность рассеивания.
Изменение температуры резистора в зависимости от величины протекающего через него тока прямо пропорционально отношению номинальной мощности к рассеиваемой.
При выборе токочувствительного резистора необходимо учитывать тепловое сопротивление его корпуса. Этот параметр, представляющий собой тепловое сопротивление между резистором и его внешней поверхностью, является основным показателем, который определяет повышение температуры резистора. В таблице перечислены тепловые сопротивления стандартных корпусов для поверхностного монтажа.
Ширина проводника
При проектировании печатной платы необходимо, чтобы ее медные проводники выдержали максимальный ток, необходимый для устройства.
Для каждого устройства необходимо найти разумный компромисс между толщиной, шириной проводников и стоимостью.
Топология
Длина проводников между токоизмерительным резистором и измерительной схемой должна быть как можно меньше, чтобы уменьшить не только сопротивление проводника, но и его паразитные емкость и индуктивность, которые могут внести погрешность в показания быстроменяющегося тока.
Подключение сигнальных проводников к токочувствительному резистору
Рекомендуется использовать токочувствительный резистор с четырьмя
выводами. Если по какой-либо причине применяются резисторы с двумя выводами, то сигнальная шина должна находиться под токочувствительным резистором в том месте, где он соединяется с контактной площадкой печатной платы.
Во многих случаях ширина токочувствительных резисторов меньше ширины токонесущих шин. Проводники соединяются с этими шинами под углом 45°, чтобы обеспечить равномерное протекание тока.
Магнитные помехи
Величина генерируемого проводником магнитного поля прямо пропорциональна току через проводник и обратно пропорциональна расстоянию до точки измерения. Необходимо помнить, что сигнальные проводники с высоким импедансом не должны располагаться параллельно проводникам с большим током. Следует избегать пересечения проводников с большими токами. Если это невозможно по какой-то причине, рекомендуется располагать эти проводники перпендикулярно друг другу и пересекать тот слой, который наиболее удален от сигнального проводника, чтобы ограничить влияние помех.
2. Схемы с активными сопротивлениями
Рассмотрим проектирование токочувствительных схем с активными сопротивлениями (direct current resistance, DCR), которые не вызывают дополнительных потерь на измерительной цепочке.
Как правило, схемы с активными сопротивлениями используются в низковольтных устройствах, в которых падение напряжения на токочувствительном резисторе составляет значительную долю от величины напряжения питания, подаваемого на нагрузку.
Схема измерения тока с активным сопротивлением представляет собой альтернативу токочувствительным резисторам. В ней используется паразитное сопротивление индуктора для измерения тока нагрузки. Эта схема дистанционно измеряет ток через дроссель импульсной цепи регулятора. Благодаря отсутствию компонентов, установленных последовательно регулятору на нагрузке, схема работает без потерь.
У правильно согласованной DCR-схемы эффективный импеданс со стороны АЦП равен сопротивлению индуктора. На рисунке представлена простая схема с активным сопротивлением для измерения тока нагрузки понижающего импульсного преобразователя.
Проектирование DCR-схемы, не оснащенной функцией регулировки, увеличивает погрешность измерений до 35%, что связано с разбросом значений индуктивности и емкости в этой схеме. В некоторых случаях погрешность измерений может увеличиваться до 50%. Но использование простой выравнивающей схемы с энергонезависимыми цифровыми потенциометрами (digital potentiometers, DCP) существенно повышает точность измерения тока.
Итак, DCR-схемы не вносят потерь и занимают мало места на печатной плате. Поскольку эти решения требуют настройки для правильного функционирования, необходимы дополнительные меры при изготовлении устройств на их основе. Большие допуски на отклонения значений реактивных компонентов могут привести к большому разбросу значений между эффективными сопротивлениями схем. Большие температурные коэффициенты индукторов и конденсаторов увеличивают погрешность схемы. В целом, архитектуру схемы с активным сопротивлением можно считать хорошей для измерения больших токов.
3. Датчики Холла
Рассмотрим датчики Холла. Как правило, эти датчики, предназначенные для сильноточных устройств, определяют ток через проводник путем измерения индукции его магнитного поля. Поскольку измерение тока осуществляется дистанционно, считается, что датчики Холла работают без потерь. Эти устройства предназначены для систем с током выше 200 А, т.к. мощность, рассеиваемая токочувствительным резистором, достаточно велика.
На рисунке иллюстрируется базовая концепция метода измерения тока на основе эффекта Холла. В этой схеме ток через проводник определяется путем измерения индукции генерируемого им магнитного поля В. Величина поля прямо пропорциональна протекающему току и определяется его направлением.
Линейные датчики Холла являются активными схемами, потребляющими ток 3-10 мА. Уровень шума этих датчиков составляет около 25 мВ, или 5 Гс. Данные устройства не годятся для устройств с малыми токами или большими расстояниями между проводником и датчиком из-за большого шума и потребляемого тока.
Условия, в которых эксплуатируются сигнальный проводник и датчик, следует учитывать при измерении слабых магнитных полей. Линейные датчики Холла измеряют суммарное магнитное поле в месте нахождения самого датчика. Проводники с током, расположенные рядом с датчиком, изменяют величину измеряемого магнитного поля, ухудшая точность показаний. Датчик также реагирует на другие внешние магнитные поля, возникающие при переключении двигателя или любого другого генерирующего энергию устройства.
Для ограничения влияния внешних магнитных полей на датчики используется магнитный экран, который окружает проводник с током. На рисунке показан пример использования металлического кожуха (клетки Фарадея), экранирующего проводник и датчик.
Недавно на рынке появились датчики Холла с интегрированным проводящим каналом, цепью компенсации и защитным экраном. Интеграция проводящего канала в датчик облегчает расчет выходного сигнала в функции тока через проводник. Однокристальное решение упрощает схему устройства и разработку приложения по измерению тока с помощью датчика Холла.
Несмотря на то, что за последнее время конструкция датчиков на эффекте Холла была усовершенствована, их точность и защита от помех увеличились, применение этой технологии ограничено сильноточными устройствами. Датчики Холла рассеивают меньшую мощность, чем шунтовые резисторы.
Выводы
Шунтовые резисторы — наиболее распространенные токочувствительные элементы благодаря простоте схемного решения и его стоимости, а также точности измерений. DCR-схемы предназначены для устройств с импульсными регуляторами и малыми регулируемыми выходными напряжениями благодаря дистанционному измерению тока. Наконец, датчики Холла предназначены для сильноточных устройств, поскольку рассеиваемая ими мощность меньше, чем у решений на основе шунтовых резисторов.
У каждого из трех рассмотренных решений имеются свои преимущества и недостатки. Из-за того, что шунтовые резисторы рассеивают мощность, энергоэффективность решений на основе этих компонентов сравнительно невелика. К тому же в устройствах с низким напряжением величина падения напряжения на токочувствительном резисторе может быть соизмерима с рабочим напряжением, что недопустимо. Работа схемы с использованием активного сопротивления (DCR) зависит от согласования конденсатора и индуктора. Оба компонента имеют большие допуски и высокие температурные коэффициенты. Датчик Холла восприимчив к окружающему шуму, и его применение осложняется недостатками схемы. Несмотря на усовершенствование этой технологии, до сих пор ограничивающим фактором на пути ее применения остается точность измерений.
Датчик тока на элементе Холла
Измерительная техника
Главная Радиолюбителю Измерительная техника
Функциональная схема датчика тока компенсационного типа приведена на рис. 1 Чувствительный к магнитному полю элемент Холла находится в зазоре кольцевого магнитопровода.
Рис. 1
Измеряемый ток Iизм, протекая по обмотке I. создает в магнитопроводе магнитный поток, наводящий в чувствительном элементе Холла ЭДС пропорциональную этому току. Снятый с элемента сигнал после усиления поступает на компенсационную обмотку II Протекающий по ней ток Iк создает в магнитопроводе магнитный поток противоположного направления. Магнитная система, элемент Холла и усилитель образуют петлю отрицательной обратной связи, поддерживающую равенство
где W1 и W|| — число витков обмоток I и II Включенный последовательно с обмоткой II резистор R1 преобразует компенсирующий ток в выходное напряжение датчика. Если выбрать сопротивление этого резистора в омах численно равным отношению числа витков обмотки II
Рис. 2
к числу витков обмотки I то выходное напряжение в вольтах станет численно равным измеряемому току в амперах
Габаритный чертеж использованного в датчике элемента Холла ДХК-0.5А изображен на рис. 2 Напряжение Холла, пропорциональное управляющему току и индукции магнитного поля, измеряют между выводами +U и -U. Чувствительность элемента при номинальном значении управляющего тока 3 мА (втекающего в вывод +I и вытекающего из вывода -I) — 280 мВ/Тл. Указанные полярность напряжения и направление тока соответствуют вектору магнитной индукции В, направленному, как показано на рис. 2 стрелкой. Остаточное выходное напряжение (в отсутствие магнитного поля) не превышает 7 мВ Входное сопротивление (между выводами I) — 1,8…3 кОм, выходное (между выводами U) — не более 3 кОм.
Рис. 3
Если имеется элемент Холла неизвестной чувствительности, ее можно определить экспериментально, поместив элемент в воздушный зазор длиной d любого магнитопровода на котором намотано известное число витков W любого провода К «токовым» выводам элемента подключают источник управляющего тока, а к двум другим — милливольтметр. По обмотке пропускают постоянный ток I. Чувствительность (мВ/Тл) — частное от деления показаний милливольтметра на магнитную индукцию, вычисленную по формуле
Схема датчика тока показана на рис. 3 Магнитная система изображена на ней как трансформатор Т1, в зазор магнитопровода которого вставлен элемент Холла В1. Усилитель собран на ОУ DA1 и транзисторах VT2, VT3. Стабилизатор тока на транзисторе VT1 задает протекающий через элемент Холла управляющий ток.
Для питания датчика необходим биполярныи источник постоянного напряжения +/-15 В Основной потребитель его энергии — обмотка II трансформатора Т1. В описываемой конструкции обмотки намотаны на ферри-товом кольце от блока питания компьютера. Обмотка II — 1000 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0.15 мм Поверх нее намотана обмотка 1 — 10 витков изолированного монтажного провода сечением 0,35 мм2. В кольце сделан воздушный зазор длиной 2 мм — она равна толщине вклеиваемого в зазор элемента Холла
Рис. 4
Необходимо отметить что магнито-провод не обязательно должен быть ферритовым, он может быть изготовлен из любого ферромагнитного материала Оптимальная площадь сечения магнитопровода — 10…12 мм2. Стремиться к увеличению сечения не следует Это приведет к возрастанию длины витков компенсационной обмотки и, следоватепьно. ее сопротивления По этой же причине для компенсирующей обмотки следует выбирать провод возможно большего диаметра.
Рис. 5
Изготовленный датчик изображен на рис. 4, а его передаточная характеристика — на рис. 5 Она была снята при измерении синусоидального тока частотой 50 Гц. По осям графика отложены эффективные значения тока и напряжения В приборе отсутствовал резистор R4. что обеспечило коэффициент преобразования тока в напряжение 1 В/А, постоянный в интервале значений измеряемого тока 0,25…6 А.
Нарушение линейности характеристики при малом токе объясняется тем, что усилитель мощности на транзисторах VT2 и VT3 работает в классе В без начального смещения. Причина нелинейности при больших значениях тока — ограничение сигнала в ОУ К140УД7, в результате чего форма компенсирующего тока уже не совпадает с формой измеряемого и полноценной компенсации магнитных потоков в магнитопрово-де не происходит.
Установив параллельно резистору R3 такой же резистор R4, удалось сделать характеристику линейной при измерении тока до 10 А. Однако коэффициент преобразования уменьшился до 0,5 В/А.
Автор: Н. Салимов. г. Ревда Свердловской обл.
Дата публикации: 21.09.2010
Мнения читателей
- Lex / 28.08.2013 — 00:15
неплохое устройство
Вы можете оставить свой комментарий, мнение или вопрос по приведенному вышематериалу:
Датчики тока компании Honeywell — Контракт Электроника.
А. Маргелов
Датчики тока на основе эффекта Холла Honeywell позволяют решить множество задач в области силовой электроники, которые связаны с созданием систем обратной связи в электроприводном оборудовании для управления и защиты, а также измерении и контроле постоянного, переменного и импульсного токов в широких пределах с высокой точностью.
Несмотря на то, что в мире существует множество методов измерения тока, только три из них объединяет низкая стоимость и соответственно массовое производство. Среди них известные нам технологии: резистивная на основе токового трансформатора и на основе эффекта Холла. В таблице 1 приведен сравнительных анализ основных характеристик датчиков тока, выполненных с использованием этих трех технологий. Другие методы находят применение лишь в дорогостоящем лабораторном оборудовании.
Резистивный метод с использованием токового шунта является очень распространенным и недорогим. Однако ему свойствены два недостатка: поглощение мощности и, соответственно, нагрев и отсутствие электрической изоляции. Вместе с этим индуктивность большинства мощных резисторов ограничивает частотный диапазон. Низкоиндуктивные мощные шунты для ВЧ-при-ложений более дорогие, но и позволяют работать в диапазоне выше 500 кГц.
Токовые трансформаторы применяются только в случае измерения переменных токов. Большинство недорогих токовых трансформаторов работают в очень узком диапазоне частот и не способны измерять постоянный ток. Широкополосные же трансформаторы превосходят по стоимости датчики тока на эффекте Холла и резистивные. Однако токовые трансформаторы не вносят потерь, не требуют питания и не имеют напряжения смещения.
Рисунок 1 Структуре датчика
Датчики тока на эффекте Холла (открытого типа и компенсационные), которым и посвящена данная статья, представляют наиболее интересную группу распространенных на сегодняшний день устройств измерения тока. К их главным достоинствам следует отнести отсутствие вносимых с систему потерь мощности (и как следствие, выделение теплоты), хорошую электрическую изоляцию, широкий диапазон частот и возможность измерения постоянных токов. Недостатком, по сравнению с вышерассмотренными методами, является необходимость внешнего источника питания.
Компания Honeywell выпускает широкую линейку датчиков тока на эффекте Холла трех типов. Это датчики тока открытого типа, датчики тока компенсационного типа и датчики тока открытого типа с логическим выходом.
ДАТЧИКИ ТОКА ОТКРЫТОГО ТИПА
Эти датчики предназначены для бесконтактного измерения постоянного тока на эффекте Холла открытого типа
Рисунок 2 Внешний вид датчиков тока откРытого типа
го, переменного и импульсного токов в диапазонах ±57…±950 А. Структура приборов приведена на рис. 1.
Датчики тока открытого типа фирмы Honeywell (рис. 2) построены на базе интегрированных линейных датчиков Холла 91SS12-2 и SS94A1 (производятся Honeywell), обладающих повышенной температурной стабильностью и линейностью характеристики. Датчики имеют аналоговый выход, напряжение на котором прямо пропорционально величине тока, протекающего через контролируемый проводник. При нулевом токе на выходе действует напряжение смещения, равное половине напряжения источника питания. Размах выходного напряжения и, соответственно, чувствительность линейно зависят от напряжения источника питания (пропорциональный выход, 0,2511пит < UBUX < 0,75UJ. Дополнительная регулировка чувствительности производится путем увеличения числа витков проводника с током вокруг кольца магнитопровода датчика. Датчики на базе сенсора SS94A1 имеют двухтактный выходной каскад, построенный на комплементарной паре из биполярных p-n-p- и n-p-n-транзисторов, а на базе 91SS12-2 — каскад на p-n-p-транзис-торе с открытым коллектором. В таблице 2 приведены основные технические характеристики датчиков тока открытого типа.
ДАТЧИКИ ТОКА КОМПЕНСАЦИОННОГО ТИПА
Компенсационные датчики тока позволяют бесконтактным способом измерять постоянный, переменный и импульсный токи в диапазонах ±5… ±1200 А. Структура приборов приведена на рис. 3.
|
Таблица 1. Характеристики датчиков тока, выполненных на основе различных технологий |
||||||
|
Датчики тока |
Поглощение |
Электрическая |
Внешнее |
Частотный |
Напряжение |
Относительная |
|
мощности |
изоляция |
питание |
диапазон |
смещения |
стоимость |
|
|
Резистивные DC |
да |
нет |
нет |
< 100 кГц |
нет |
самая низкая |
|
Резистивные AC |
да |
нет |
нет |
> 500 кГц |
нет |
низкая |
|
На эфффекте Холла |
нет |
да |
да |
< 100 кГц |
да |
средняя |
|
открытые |
||||||
|
На эфффекте Холла |
нет |
да |
да |
> 1 МГц |
нет |
высокая |
|
компенсационные |
||||||
|
Токовые трансформаторы |
да (для АС) |
нет |
нет |
фиксирован |
нет |
высокая |
ИНЖЕНЕРНАЯ МИКРОЭЛЕКТРОНИКА
|
Таблица 2 |
. Основные технические характеристики датчиков тока открытого типа компании Honeywell |
||||
|
Наименование Диапазон, А |
Чувствительность, мВхЫ* |
Напряжение Темп. дрейф Время 1п, мА |
Ч/ В |
||
|
(ампл. знач.) |
номин. значение |
откл. |
смещ., В смещ., %/°С откл., мкс |
||
|
Линейные датчики тока на базе сенсора 915512-2, выходной каскад — р-п-р откр. коллектор, вертикальный монтаж |
|||||
|
CSLA1CD |
±57 |
49,6 |
|||
|
5,8 |
|||||
|
CSLA1CE |
±75 |
39,4 |
4,4 |
||
|
CSLA1DE |
±75 |
39,1 |
4,8 |
||
|
CSLA1CF |
±100 |
29,7 |
2,7 |
||
|
CSLA1DG |
±120 |
24,6 |
2,1 |
||
|
CSLA1CH |
±150 |
19,6 |
1,8 |
||
|
CSLA1DJ |
±225 |
13,2 |
1,2 |
||
|
CSLA1EJ |
±225 |
13,2 |
1,5 |
||
|
CSLA1DK |
±325 |
9,1 |
1,7 |
||
|
CSLA1EK |
±325 |
9,4 |
1,3 |
||
|
CSLA1EL |
±625 |
5,6 |
1,3 |
Un/2 ±0,05 3 19 |
8…16 |
|
Линейные датчики тока на базе сенсора 5594А, выходной каскад — двухтактный р-п-р+п-р-п, вертикальный монтаж |
|||||
|
CSLA2CD |
±72 |
32,7 |
3 |
||
|
CSLA2CE |
±92 |
26,1 |
2,1 |
||
|
CSLA2DE |
±92 |
25,6 |
2,2 |
||
|
CSLA2CF |
±125 |
19,6 |
1,3 |
||
|
CSLA2DG |
±150 |
16,2 |
1,1 |
||
|
CSLA2DJ |
±225 |
8,7 |
0,6 |
±0,02 |
|
|
CSLA2DH |
±235 |
9,8 |
1,1 |
||
|
CSLA2EJ |
±310 |
7,6 |
0,7 |
||
|
CSLA2DK |
±400 |
5,8 |
0,5 |
||
|
CSLA2EL |
±550 |
4,3 |
0,4 |
±0,0125 |
|
|
CSLA2EM |
±765 |
3,1 |
0,36 |
||
|
CSLA2EN |
±950 |
2,3 |
0,2 |
Un/2 ±0,007 3 20 |
6…12 |
|
Линейные датчики тока на базе сенсора 915512-2, выходной каскад — р-п-р откр. коллектор, горизонтальный монтаж |
|||||
|
CSLA1GD |
±57 |
49,6 |
5,8 |
||
|
CSLA1GE |
±75 |
39,4 |
4,4 |
||
|
CSLA1GF |
±100 |
29,7 |
2,7 |
Un/2 ±0,05 3 19 |
8…16 |
Линейные датчики тока на базе сенсора 5594А, выходной каскад — двухтактный р-п-р+п-р-п, горизонтальный монтаж
3
2,1 1,3
0,6 Un/2 ±0,02 8 20 6.12
CSLA2GD CSLA2GE CSLA2GF CSLA2GG
±72 ±92 ±125 ±150
32,7 26,1
12,7
Рисунок 3 Структура датчика тока на эффекте Холла компенсационного типа
Ток, протекающий через контролируемый проводник, создает магнитное поле, пропорциональное величине этого тока, которое концентрируется внутри кольцевого магнитопровода и воздействует на линейный интегрированный датчик Холла. Сигнал датчика усиливается УПТ, нагрузкой которого является катушка ООС. Катушка создает в магнитопроводе противоположенное по направлению магнитное поле, полностью компенсирующее исходное. Выходом датчика служит второй вывод катушки. Таким образом, выходной сигнал — это ток, пропорциональный величине тока в контролируемом проводнике и числу витков катушки обратной связи (I ~ 1Ы).
Рисунок 4 Внешний вид датчиков тока компенсационного типа
К примеру, датчик с катушкой в 1000 витков формирует выходной ток в 1 мА на 1 А измеряемого тока. Токовый выход конвертируется в вольтовый при помощи внешнего резистора, рекомендованные значения которого всегда приводятся в технической документации на датчик. Дополнительная регулировка чувствительности производится путем увеличения числа витков проводника вокруг кольца магнитопровода датчика или установкой перемычек, задающих число витков внутренней компенсационной катушки датчика (например, в моделях СБЫЕШ, СБЫЕ381). В таблице 3 приведены основные технические характеристики датчиков тока компенсационного типа.
Рисунок 5 Структура датчика тока с логическим выходом
Таблица Основные технические характеристики датчиков тока компенсационного типа компании Honeywell
|
Наименование |
Диапазон, A Un, В |
Хар-ка катушки |
Номин 1вых |
RmrD при |
t зад |
, мкс |
Изол., |
Точн., |
||
|
(ампл. знач) |
N |
R, Ом |
при 1ит |
1ном, Ом |
кВ |
% от 1ном |
||||
|
CSNN191 |
±15 |
±15 |
200 |
20 |
50 мА при 10 А |
100.200 |
< |
1,0 |
— |
±2,5 |
|
CSNE151 |
±5…±36* |
±15 |
1000 |
110 |
25 мА при 25 А |
100.320 |
< |
1,0 |
5 |
±0,5 |
|
CSNE151-005 |
±5…±36* |
±15 |
1000 |
110 |
25 мА при 25 А |
100.320 |
< |
1,0 |
5 |
±0,5 |
|
CSNE381 |
±5…±36* |
±5 |
1000 |
110 |
25 мА при 25 А |
0.84 |
< |
1,0 |
5 |
±0,5 |
|
CSNh251 |
±4…±43* |
±15 |
1000 |
110 |
25 мА при 30 А |
100.320 |
< |
1,0 |
5 |
±0,5 |
|
CSNX25 |
±56 |
4,75.5,25 |
2000 |
50 |
12,5 мА при 25 А |
0.80 |
< |
0,2 |
— |
±0,24 |
|
CSNA111 |
±70 |
±15 |
1000 |
90 |
50 мА при 50 А |
40.130 |
< |
1,0 |
2,5 |
±0,5 |
|
CSNE151-100 |
±90 |
±12…±15 |
1000 |
66 |
25 мА при 25 А |
54.360 |
< |
0,2 |
— |
±0,5 |
|
CSNP661 |
±90 |
±12…±15 |
1000 |
30 |
50 мА при 50 А |
70.195 |
< |
0,5 |
3 |
±0,5 |
|
CSNP661-002 |
±90 |
±12…±15 |
1000 |
30 |
50 мА при 50 А |
70.195 |
< |
0,5 |
3 |
±0,5 |
|
CSNB121 |
±100 |
±15 |
2000 |
160 |
25 мА при 50 А |
40.270 |
< |
1,0 |
2,5 |
±0,5 |
|
CSNB131 |
±100 |
±15 |
2000 |
130 |
25 мА при 50 А |
40.300 |
< |
1,0 |
2,5 |
±0,5 |
|
CSNF161 |
±150 |
±12…±15 |
1000 |
30 |
100 мА при 100 А |
10.40 |
< |
0,5 |
3 |
±0,5 |
|
CSNF161-002 |
±150 |
±12…±15 |
1000 |
30 |
100 мА при 100 А |
10.40 |
< |
0,5 |
3 |
±0,5 |
|
CSNT651 |
±150 |
±12…±15 |
1000 |
100 |
25 мА при 50 А |
40.75 |
< |
0,5 |
3 |
±0,5 |
|
CSNT651-001 |
±150 |
±12…±15 |
1000 |
100 |
25 мА при 50 А |
40.75 |
< |
0,5 |
3 |
±0,5 |
|
CSNF151 |
±180 |
±12…±15 |
2000 |
100 |
50 мА при 100 А |
10.75 |
< |
0,5 |
3 |
±0,5 |
|
CSNF151-002 |
±180 |
±12…±15 |
2000 |
100 |
50 мА при 100 А |
10.75 |
< |
0,5 |
3 |
±0,5 |
|
CSNG251 |
±180 |
±15 |
2000 |
100 |
50 мА при 100 А |
0.125 |
< |
0,5 |
— |
±0,5 |
|
CSNG251- |
±180 |
±15 |
2000 |
100 |
50 мА при 100 А |
0.125 |
< |
0,5 |
— |
±0,5 |
|
CSNR151 |
±200 |
±12…±15 |
2000 |
100 |
62,5 мА при 100 А |
10.40 |
< |
0,5 |
3 |
±0,5 |
|
CSNR151-002 |
±200 |
±12…±15 |
2000 |
100 |
62,5 мА при 100 А |
10.40 |
< |
0,5 |
3 |
±0,5 |
|
CSNR161 |
±200 |
±12…±15 |
1000 |
30 |
125 мА при 125 А |
30.40 |
< |
0,5 |
3 |
±0,5 |
|
CSNR161-002 |
±200 |
±12…±15 |
1000 |
30 |
125 мА при 125 А |
30.40 |
< |
0,5 |
3 |
±0,5 |
|
CSNJ481 |
±600 |
±12…±18 |
2000 |
25 |
150 мА при 300 А |
0.70 |
< |
1,0 |
7,5 |
±0,5 |
|
CSNJ481-001 |
±600 |
±12…±18 |
2000 |
25 |
150 мА при 300 А |
0.70 |
< |
1,0 |
7,5 |
±0,5 |
|
CSNJ591 |
±1200 |
±12…±24 |
5000 |
50 |
100 мА при 500 А |
0.130 |
< |
1,0 |
6 |
±0,5 |
|
CSNK591-001 |
±1200 |
±12…±24 |
5000 |
50 |
100 мА при 500 А |
0.130 |
< |
1,0 |
6 |
±0,5 |
Рисунок 6 Внешний вид датчиков тока с логическим выходом
ДАТЧИКИ ТОКА С ЛОГИЧЕСКИМ ВЫХОДОМ
Датчики тока с логическим выходом (рис. 5) позволяют обнаружить превышение тока в контролируемом проводнике выше определенного значения и сформировать логический сигнал тревоги.
Основой этих приборов является интегрированный датчик Холла с логическим выходом. Структура датчиков приведена на рисунке справа. Значение порога срабатывания определяется моделью датчика и может иметь следующие значения: 0,5, 3,5, 5,0, 7,0, 10,0 и 54,00 А. Порог срабатывания может быть установлен меньше номинального значения путем увеличения числа витков проводника вокруг кольца датчика. В таблице 4 приведены основные технические характеристики датчиков тока с логическим выходом.
Таблица 4. Основные технические характеристики датчиков тока c логическим выходом компании Honeywell
|
Наименование |
I „„„,,„,,„,, A |
!выхmax, |
Чвых (0/1), |
|||
|
(при 25С) |
(при 25С) |
мА |
В |
мкс |
||
|
CSDA1AA |
0,5 |
0,08 |
6.16 |
20 |
0,4/Un |
100 |
|
CSDA1AC |
3,5 |
0,6 |
6.16 |
20 |
0,4/Un |
100 |
|
CSDC1AA |
0,5 |
0,08 |
5…±0,2 |
20 |
0,4/Un |
100 |
|
CSDC1AC |
3,5 |
0,6 |
5…±0,2 |
20 |
0,4/Un |
100 |
|
CSDA1BA |
0,5 |
0,08 |
6.16 |
20 |
0,4/Un |
100 |
|
CSDA1BC |
3,5 |
0,6 |
6.16 |
20 |
0,4/Un |
100 |
|
CSDC1BA |
0,5 |
0,08 |
5…±0,2 |
20 |
0,4/Un |
100 |
|
CSDC1BC |
3,5 |
0,6 |
5…±0,2 |
20 |
0,4/Un |
100 |
|
CSDC1DA |
0,5 |
0,08 |
5…±0,2 |
20 |
0,4/Un |
100 |
|
CSDA1DA |
0,5 |
0,08 |
6.16 |
20 |
0,4/Un |
100 |
|
CSDC1DC |
3,5 |
0,6 |
5…±0,2 |
20 |
0,4/Un |
100 |
|
CSDA1DC |
3,5 |
0,6 |
6.16 |
20 |
0,4/Un |
100 |
|
CSDD1EC |
5 |
3,8 |
4,5.24 |
40 |
0,4/Un |
60 |
|
CSDD1GK2 |
7 |
4 |
4,5.24 |
40 |
0,4/Un |
60 |
|
CSDD1EG |
10 |
7,6 |
4,5.24 |
40 |
0,4/Un |
60 |
|
CSDD1FR |
54,12 |
35,36 |
4,5.24 |
40 |
0,4/Un |
60 |
Более подробную информацию о датчиках компании Honeywell можно найти по адресу http://content.honeywell.com/sensing/ products или запросить у официального дистрибьютора компании КОМПЭЛ (www.compel.ru, e-mail: [email protected]).
www.chip-news.ru