霍尔效应分体式铁芯电流传感器校准站

太阳能离网监控系统。系统中有几个分芯式霍尔效应传感器，用于监测太阳能电池板电流中的直流电流、电池充电电流和逆变器输入电流。这些电流可以在 0 A 到大约 20 A 之间变化，因此其中一项任务是通过检查传感器在各种电流下的输出来校准传感器，并根据此信息，使用传感器上的电位器调整零和增益。

首先介绍一下背景知识：分芯式霍尔效应传感器不是基于变压器的传感器（因为这显然不适用于直流系统），而是使用固态设备来测量磁场强度。因此，为了开始校准任务，我将一根电线连接到台式电源；一端连接到 + 输出，另一端连接到 – 输出。接下来，我将电源设置为提供 1 A 的恒定电流。（这可以在大多数电源上通过将电压输出设置为任意非零数字（例如 2 V）来完成。然后设置电流限制到 1 A。一些供应商将此称为恒流设置。），我打开铰链顶部的分裂，将电线放入并关闭。

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霍尔效应传感器通常有 3 根引线：工作电压（通常为 +5 V）、接地和传感器输出电压，它是感测磁场的线性函数。所以现在我可以测量 1 A 的输出，但我想检查几个高达 20 A 的点。我没有 20 A 恒压电源。（你现在可能已经走在我前面了。）答案是打开分裂铰链并使用同一根线添加更多包裹。感测到的磁场然后与缠绕的数量成比例地增长。因此，要获得 20 A 信号，我可以放置 20 圈并将其连接到 1 A 输入，或者使用 10 圈和 2 A 输入。结果发现包裹和展开很累人而且容易出错，我认为设置一个校准站会更好。

让我们从终产品的图片开始，其中夹有一个分芯式霍尔效应传感器（图 1）：

图 1夹住霍尔效应传感器的霍尔效应分芯式电流传感器校准站的图像。

接下来是重要的原理图（图 2）：

图 2标定站示意图。

（好吧，它不像你的手机那么复杂，但它仍然可以做一些有用的事情……它可以对模拟信号进行乘法运算。）

因此，校准站由一个带有双香蕉插孔和一段电线的外壳组成。其余的魔法在于正确创建一些环路，为我们提供不同的视在电流以在霍尔效应传感器中进行测量。

如图 1 所示；外壳有 4 个孔，我们称之为盒子。在本例中，我们将创建 4 个独特的箱形绕组，分别为 1 圈、2 圈、5 圈和 10 圈。这意味着在香蕉插孔上输入 2 A，夹紧式霍尔效应传感器将在不同的盒子位置测量 2 A、4 A、10 A 和 20 A。如您所见，我在上面宽松地使用了“循环”一词。

让我们来看看如何在内部创建循环（图 3）。

图 3图像显示了 24 号线如何环绕每个盒子以生成 1、2、5 和 10 圈。

图 3显示了站台，去掉了盖子和支腿，以及上述示例的内部接线。我使用了大约 100 英寸的 24 号线。它实际上是固定电话线，但与以太网电缆中的单根电线相同。（虽然电线类型并不重要，除了它是否可以处理电源提供的放大器以及您是否可以将其安装在外壳中。）

现在，电线从红色香蕉插孔开始。由于额外的电线聚成一团，有点难以看到，但电线随后掉落到方框 1 下方的下方通道中。您可以看到只有一根电线穿过方框 1 下方的通道。传感器夹在这个较低的通道周围，因此，如果您将传感器夹在盒子 1 的较低通道上，它只会看到 1 根电线的磁场，因此是电源电流的 1 倍。查看方框 2，我们可以看到电线首先穿过方框下方的下部通道。然后它以逆时针方向环绕盒子 2。在这个包装盒 2 的下部通道中有 2 根电线之后，因此夹在盒子 2 位置的传感器将看到 2 倍的磁场，因此它将记录 2 倍的电源电流。以类似的方式，盒子 3 将在下部通道中将电线从下方穿过，然后在穿过盒子 4 之前在盒子周围逆时针缠绕 4 圈。传感器将在盒子 3 上看到 5 倍的磁场。盒子 4 以类似的方式创建，但它的盒子周围有 9 圈，因此传感器会看到 10 根电线中的电流，磁场为 10 倍，从而测量 10 倍的电源电流。然后将电线连接到黑色香蕉插孔。

在这个例子中，我们使用了 1x、2x、5x 和 10x，但您可以使用任何适合您需要的值。一种选择是让它们都相同，比如 5x，然后您可以同时校准 4 个传感器。事实上，您可以串联连接多个校准台并校准 8、12、16 等台。另请注意，10 倍不是值。看起来你可以在一个盒子上多包装一些。