Эффект Холла вызывается силой Лоренца, которая действует на подвижные носители электрических зарядов в проводнике, когда на них действует магнитное поле перпендикулярно направлению тока. Тонкая пластина полупроводника пересекается вдоль током управления Iупр (рисунок 3.3). Магнитный поток В генерирует силу Лоренца FL перпендикулярно направлению подвижных носителей зарядов, которые и образуют ток. Это ведёт к изменению числа носителей зарядов на обоих концах пластины, и создаёт разницу потенциалов, которая является напряжением Холла UH. Такое устройство получило название генератора Холла.
Рисунок 3.4 – Принцип работы прямого усилителя, основанного на эффекте Холла.
Магнитная индукция В и напряжение Холла создаются измеряемым первичным током Ip, который необходимо преобразовать в выходной ток датчика. Ток управления подаётся с помощью стабилизированного источника тока. (рисунок 3.4) Измеряемый сигнал усиливается и с выхода датчика в виде напряжения или тока (зависит от конструкции) используется для дальнейшей обработки. Датчики прямого усиления способны измерять постоянный, переменный ток и токи других форм. При этом они гальванически изолированы от источника измеряемого тока. Датчики компенсационного типа (называемые также датчиками с нулевым потоком), имеют 100% обратную связь за счет встроенной компенсационной цепи.
Данный эффект положен в основу бесконтактных датчиков тока и напряжения.
Датчики измерения постоянного и переменного тока – предназначен для измерения постоянных, переменных и импульсных токов без разрыва цепи. Датчики состоят из корпуса печатной платы, на которой закреплен кольцевой магнитопровод с компенсационной обмоткой, и электронной схемы. Составным элементом является специальный датчик Холла, который находится в зазоре магнитопровода и работает как "0" - индикатор
Основные
преимущества:
–
гальваническая развязка; 
– возможность измерения постоянных и переменных токов;
– возможность измерения сигналов сложной формы;
– минимальные электропотребление и масса;
– минимальные габариты;
– магнитопровод ненасыщен.
Датчик измерения напряжения – предназначен для измерения напряжения постоянного тока и переменного тока промышленной частоты. Датчик может быть использован в целях телеметрии. Датчик состоит из корпуса, печатной платы, на которой закреплен кольцевой магнитопровод. В зазоре магнитопровода находится специальный датчик Холла, который выдает сигнал, пропорциональный магнитной индукции.
Основные преимущества:
– гальваническая развязка силовых цепей и цепей контроля;
– минимальные габариты, электропотребление и масса.
Рассмотрев эти и другие факты, принято решение использовать для модернизации УКРРТ бесконтактные датчики тока и напряжения.
Обработка сигналов, полученных от датчиков тока и напряжения, возлагается на микроконтроллер, используя его встроенные аналого-цифровые преобразователи.
3.2 Измерения скорости движения и пройденного пути
Для регистрации скорости движения и пройденного пути разработаны преобразователи
– с индукционным датчиком частоты вращения;
– с датчиком Холла.
Датчик устанавливается на одном из валов, соединённых с колёсной парой, например на вале якоря тягового электродвигателя или на вале приводе скоростемера.
Индукционный датчик имеет стальное зубчатое колесо и незамкнутый ферромагнитный сердечник П-образной формы с двумя обмотками. Обмотка W1 является подмагничивающей и подключается к источнику постоянного тока. При постоянной магнитодвижущей силе подмагничивающей обмотки, величина магнитного потока Ф в сердечнике определяется магнитным сопротивлением воздушного зазора между сердечником и зубчатым колесом. В процессе вращения зубчатого колеса в рабочей обмотке W2 циклически наводится ЭДС индукции.
Рисунок 5 – Схема устройства индукционного датчика скорости движения и пройденного пути
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.