新型霍尔传感器在传送与报警中的应用

摘 要 实验分析了利用磁平衡和磁比例式原理研制而成的新型霍尔传感器在高精度直流隔离传送与检测及监控量越限时准确隔离报警中的应用，在该实验中发现了霍尔传感器具有传感精度高、线性度好、温度漂移小等优点，能够满足高精度隔离传送与检测和准确监控报警的要求。以此来了解霍尔效应器件在实际生活中的重要应用和激发更多科技人员对霍尔效应及其应用技术的关注。

关键词 霍尔传感器；隔离传送；监控报警；传感精度；线性度

中图分类号TP227 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）98-0175-03

0 引言

在四遥系统中对直流电压隔离传送的要求非常高，必须是高精度的，否则将无法达到自动控制的目的。进行静电隔离，传统方法是应用光电式传感器（如光敏二极管、光敏三极管）实现。但若环境温度发生变化，光敏管的暗电流和光电流将随温度的变化而变化，因此只能实现直流隔离。而无法达到直流电流高精度的隔离传送的目的。与此相比，温度效应、传感灵敏度、线性度等特性都十分良好的新型霍尔传感器的优势凸显出来。测量直流电流的传统方法是在待测电路中串入取样电阻，将通过取样电阻的电流信号转换成电压信号，然后进行测量[2]。该方法无法直接进行隔离测量，在直流隔离检测上无法应用。而基于霍尔效应磁平衡原理研制出了传感精度高、线性度好、温度漂移小和输入与输出之间高度隔离的新型传感器，达到了直流电流高精度的隔离传送的目的。另外，霍尔传感器在监控量越限时准确报警中也显示出了极大的优势。

1 实验原理

如图1所示，当原边电流II在原边线圈N1上所产生的磁通量与霍尔电压经放大后而形成的副边电流I0通过副边线圈N2所产生的磁通量平衡时，原边磁动势N1II等于副边磁动势N2I0，因此副边电流I0将精确地反映出原边电流值II，这就是磁平衡原理。

2 霍尔传感器的主要性能指标

2.1传感精度

精度，即表示测量结果与“真值”的靠近程度，一般用极限误差来表示，或者用极限误差与满量值之比按百分数给出。定义为霍尔传感器的电压传感精度，

2.2线性度

线性度又称非线性，即表示传感器的输出与输入之间的关系曲线与选定的工作曲线的靠近程度，用+S、-S表示。

3直流电压高精度的隔离传送与检测

根据实验电路图测量出实验数据如表1所示。

由表2、图5及计算结果分析可知，霍尔开关量传感器在监视控量越限中，由于霍尔传感器应用了霍尔电压闭环原理，使得传感器的传感精度可以达1.5mV，线性度+S可以达到0.16%，-S达到0.12%，完全能够实现监控量（电压）越限时准确隔离报警，起到及时保护精密仪器和设备的作用。

5 结论

1）本实研究了霍尔传感器在直流高精度隔离传送与检测中的应用，研究了霍尔传感器的传感精度、线性度等重要指标。由于霍尔传感器应用了磁平衡原理和磁比例式原理，再加上霍尔元件良好的温度特性，实验发现，霍尔电流传感器在直流电压隔离传送与检测中，不仅传感精度很高，线性度也很好，而且还能实现高精度的隔离与检测，所以能广泛应用于自动化和信息技术中；

2）另外，新型霍尔效应传感器还可应用于直流电流或电压越限时的隔离报警， 能够实现精确报警，把计算机监控系统与受控系统隔离开来， 确保计算机的安全和可靠运行。

参考文献

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