传感器技术与应用+许磊+电子资源 47设备开停无线检测器的设计与应用-电子课件.ppt

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时间:2020-03-26

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1、传感器技术与应用设备开停无线检测器的设计与应用模块六设备开停无线检测器的设计与应用引导案列各种霍尔传感器学习目标:1、了解常用电流检测方法2、掌握霍尔效应及主要特性参数3、了解霍尔传感器的结构和工作原理4、掌握霍尔元件测量信号的非线性校正的函数运算电路的原理5、了解无线单片机CC25306、理解设备开停无线检测器设计系统结构能力目标:1、能熟练分析霍尔开停传感器相关标准参数2、能进行霍尔电流传感器的选型3、能用仿真软件分析非线性校正的函数运算电路4、能进行非线性上升斜率的调试,确定函数运算电路重各元件参数值5

2、、能集成霍尔电流传感器进行设备开停无线检测器应用开发6、能配置无线单片机CC2530的ZigBee网络参数模块六设备开停无线检测器的设计与应用引导案列任务1霍尔电流检测传感器的选型和参数分析任务2霍尔元件信号处理电路的搭建任务3家电设备开停无线探测器的设计123模块六设备开停无线检测器的设计与应用引导案列随着生活水平的提高,我国家居生活发生了翻天覆地的变化。十几年前,普通家庭拥有的电器最多也就是电视、洗衣机和冰箱,现在,每个家庭使用的电器少则五六种,多则数十种。各式家电的大量使用,自然而然增加了用电负荷。目前

3、,普通家庭的空气开关总开电流一般都达到了63A,远远超过以往的用电水平。请选择一款霍尔电流传感器测量家庭空气开关总开上的电流大小,并对所选择的霍尔电流传感器进行参数分析。▲下发项目实施任务书,并分析项目任务。任务1霍尔电流检测传感器的选型和参数分析任务描述【任务目标】了解常用电流检测方法;掌握霍尔效应及主要特性参数;了解霍尔传感器的结构和工作原理;能熟练霍尔电流传感器相关标准参数;能熟练进行霍尔电流传感器的选型。6.1.1设备开停的电流检测法6.1.2霍尔效应及霍尔传感器6.1.3霍尔电流传感器简介6.1.4

4、霍尔元件选型依据任务1霍尔电流检测传感器的选型和参数分析任务资讯6.1.1设备开停的电流检测法设备开停的检测方法非常多。可以通过安装在设备上或安置在设备附近的传感器来获取设备振动、噪声、力、温度、压力、电流、电压、磁场射线等一些特征信号参数,并以此来了解和掌握设备的开停状态。其中,常用方法是通过检测设备的电源线是否有运行电流来判断设备的开停状态,一般称为电流检测法。对不同领域、不同用途、不同幅值、不同频率的电流进行检测,采用的物理方法和检测手段是截然不同的,大致可以分为以下几类:(1)分流器根据电流通过电阻时

5、在电阻两端产生电压进行电流测量。利用分流器测量电流时,是将电阻数值已知的分流器串联在被测电路里,通过测量或者观测分流器两端的引出电压,即可获得被测电流值或波形。制造分流器的材料有多种,比较常用的有康铜和锰铜等合金金属。任务1霍尔电流检测传感器的选型和参数分析任务资讯任务1霍尔电流检测传感器的选型和参数分析任务资讯(2)交流电流互感器交流电流互感器包括一个闭合铁芯和两个绕组,如图6.1所示。在理想的情况下,如果忽略激磁电流,则原副边绕组的磁通势是相互平衡的,即:式6-1其中,为被测电流,为副边电流,和分别为原副

6、边的绕线匝数。对于一个电流互感器,原副边绕组的匝数是已知且固定的,通过测量副边电流即可测量原边被测电流量。电流互感器有两个作用:一是通过检测较小的电流实现对较大电流的测量;二是实现测量回路与被测回路之间的电气绝缘,避免了测量回路与一次电流之间的直接电连接。图6.1交流电流互感器原理图任务1霍尔电流检测传感器的选型和参数分析任务资讯(3)霍尔电流传感器霍尔电流传感器是一种常用的电流测量装置。采用霍尔元件作为传感单元,根据霍尔效应,通过检测被测电流产生的磁场强度推算被测电流值。霍尔效应是研究半导体材料性能的基本方

7、法。通过霍尔效应实验测定的霍尔系数,能够判断半导体材料的导电类型、载流子浓度及载流子迁移率等重要参数。(4)其他电流传感器电流检测方法还有铁芯直流电流互感器、空芯线圈、磁通门电流传感器、光学电流传感器等。电流传感器的性能比较任务1霍尔电流检测传感器的选型和参数分析任务资讯表6.1各种电流传感器的性能参数比较霍尔电流传感器是工业领域检测直流电流最常用的手段。6.1.2霍尔效应及霍尔传感器金属或半导体薄片置于磁感应强度为B的磁场中,磁场方向垂直于薄片,当有电流I流过薄片时,在垂直于电流和磁场的方向上将产生电动势场

8、,这种现象称为霍尔效应,该电动势称为霍尔电动势,半导体薄片称为霍尔元件。其原理图如图6.2所示。任务1霍尔电流检测传感器的选型和参数分析任务资讯图6.2霍尔效应原理图霍尔传感器任务1霍尔电流检测传感器的选型和参数分析任务资讯(1)分类线型霍尔传感器:由稳压器、霍尔元件、差分放大器,斯密特触发器和输出级组成,输出为数字量。开关型霍尔传感器还有一种特殊的形式,称为锁键型霍尔传感器。开关型霍尔传感器:线性

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