ทำไมไม่มีเซนเซอร์ Hall Effect ในปัจจุบันสำหรับกระแสต่ำ

11

ดูเหมือนจะไม่มีกระแส Hall effect senors ปัจจุบันสำหรับกระแสขนาดเล็กพูดตามคำสั่งของ 500mA ฉันเดาว่านี่เป็นเพราะข้อ จำกัด ทางเทคนิคหรือทางกายภาพ มันคืออะไร?

current-measurement hall-effect

— Phil Frost
แหล่งที่มา

คุณจะไม่พบผลิตภัณฑ์เชิงพาณิชย์ในช่วงนั้นเพียงเพราะไม่มีความต้องการที่แท้จริงสำหรับพวกเขา มีวิธีที่ดีกว่าและง่ายกว่าในการวัดกระแส DC และ AC ในระดับนั้น

— Dave Tweed

7

เซนเซอร์ Hall Effect ในปัจจุบันวัดฟลักซ์แม่เหล็กที่สร้างขึ้นรอบตัวนำที่มีกระแสไฟฟ้า ดังนั้นความไวจะถูก จำกัด โดยพื้นเสียงเนื่องจาก "เสียง" แม่เหล็กภายนอกในบริเวณใกล้เคียงของตัวนำ

สิ่งนี้สามารถเอาชนะได้ในระดับที่แตกต่างกันโดยมุ่งเน้นฟลักซ์แม่เหล็กเนื่องจากตัวนำตัวนำกระแสไฟฟ้าด้วยวิธีการที่ค่อนข้างง่าย: ผ่านกระแสไฟฟ้าที่จะวัดผ่านขดลวดรอบ ๆ เซ็นเซอร์เอฟเฟกต์ฮอลล์

ตัวอย่างเช่นส่วนที่ 12.1 ของMelexis MLX91206ฮอลล์เอฟเฟ็กต์เซนเซอร์แบบเชิงเส้นปัจจุบันแสดงให้เห็นถึงการใช้ขดลวดสำหรับการวัดกระแสขนาดเล็ก:

รูปที่ 3

กระแสต่ำสามารถวัดได้ด้วย MLX91206 โดยการเพิ่มสนามแม่เหล็กผ่านขดลวดรอบเซ็นเซอร์ ความไว (แรงดันไฟฟ้าออกเทียบกับกระแสในขดลวด) ของการวัดจะขึ้นอยู่กับขนาดของขดลวดและจำนวนรอบ ความไวเพิ่มเติมและภูมิคุ้มกันที่เพิ่มขึ้นไปยังเขตข้อมูลภายนอกสามารถรับได้โดยการเพิ่มเกราะรอบคอยล์ กระสวยให้การแยกไดอิเล็กตริกสูงมากทำให้เป็นโซลูชั่นที่เหมาะสมสำหรับแหล่งจ่ายไฟแรงดันสูงที่มีกระแสไฟฟ้าสัมพัทธ์ต่ำ ควรปรับขนาดเอาต์พุตเพื่อให้ได้แรงดันสูงสุดสำหรับกระแสสูงสุดที่จะวัดเพื่อให้ได้ความแม่นยำและความละเอียดที่ดีที่สุด

ในทางปฏิบัติตราบใดที่การออกแบบสามารถทนต่อการเหนี่ยวนำในเส้นทางปัจจุบัน MLX91206 ทำงานได้ดีพอถึง 100 mA กระแสสำหรับเอาท์พุทเต็มรูปแบบ เมื่อทำการวัดกระแสรางจ่ายไฟสิ่งนี้สามารถถูกยกระดับเพื่อเพิ่มความได้เปรียบโดยใช้การเหนี่ยวนำสำหรับการปราบปรามระลอกคลื่น "ฟรี"

การคาดเดา:มันอาจจะคุ้มค่าที่จะสำรวจว่าขดลวดที่ไม่ได้เป็นรูปสี่เหลี่ยม (toroidal) นั้นมีการลดทอนสัญญาณรบกวนจากสนามแม่เหล็กที่เหนือกว่าแบบฟอร์มรูปสี่เหลี่ยมหรือไม่

— Anindo Ghosh
แหล่งที่มา

2

V_{H} = - \frac{ผม B}{n เสื้อ อี}

$V_H = -{{{IB}}\over{nte}}$

$I$ $B$ $t$ $e$ $n$

B = \frac{μ_{0} ผม}{2 π R}

$B = {{\mu _0 I }\over{2\pi r}}$

$\mu$

มีสองสิ่งที่เราสามารถยุ่งกับจุดนี้เพื่อรับแรงดันไฟฟ้าเหนือพื้นเสียง เราสามารถเพิ่มปริมาณกระแสไฟฟ้าหรือลดความหนาของแผ่นตรวจวัด เห็นได้ชัดว่ามีข้อ จำกัด ในทางปฏิบัติในการเพิ่มข้อ จำกัด กระแสและแรงเพื่อลดความหนาของแผ่น ตัวเลือกทั้งสองยังต่อต้านซึ่งกันและกันการลดความหนาจะเพิ่มความต้านทานซึ่งจะสร้างความร้อนมากขึ้นสำหรับกระแสที่สูงขึ้น

ดูเหมือนเป็นไปได้ว่าการวัดกระแสไฟฟ้าขนาดเล็กมากอาจจะง่ายด้วยอุปกรณ์ราคาแพงมาก ดูเหมือนว่าฉันจะจำได้ว่าตัวเร่งอนุภาคทำสิ่งนี้ด้วยตัวนำยิ่งยวดเย็นเป็นศูนย์ใกล้สุด แต่ฉันไม่สามารถหาหลักฐานของสิ่งนั้นได้ในตอนนี้

— ซามูเอล
แหล่งที่มา

เราทำการวัดกระแสน้ำด้วย SQUID ที่มีตัวนำยิ่งยวดซึ่งทำงานที่ 4.2K แต่ก็ไม่สามารถใช้งานได้ทุกวัน ระดับเสียงรบกวนประมาณ 1pA (sqrt-Hz) สำหรับช่วง 100uA (8 หลักทศนิยม)

— Spehro Pefhany