、引(yin)言
 1、霍(huo)爾效應介紹(shao)，開環式和閉(bi)環(huan)式的(de)優(you)缺(que)點。
自(zi)從(cong)1897年美國物理學家Edwim Herbert Hall發現(xian)了霍爾效應，霍爾越(yue)來越多的(de)應用到(dao)工業(ye)的(de)各(ge)個領(ling)域(yu)。到(dao)了20世(shi)紀80年代，隨(sui)著電子制造(zao)工業(ye)的(de)速(su)發展(zhan)，霍(huo)爾電(dian)流(liu)/電壓(ya)傳感(gan)器(qi)集(ji)成(cheng)度和可(ke)靠度(du)有(you)了很(hen)大(da)提(ti)，尤(you)其(qi)是閉(bi)環(huan)霍爾電(dian)流(liu)/電壓(ya)傳感(gan)器(qi)的(de)研(yan)制(zhi)成(cheng)功，加(jia)擴(kuo)大了霍爾器(qi)件(jian)的(de)應用領(ling)域(yu)。
2、閉(bi)環(huan)霍爾電(dian)流(liu)傳感(gan)器(qi)的(de)工作(zuo)原理。
    霍(huo)爾傳感(gan)器(qi)是以(yi)霍爾效應為基(ji)礎(chu)。如(ru)圖1所示，當把通(tong)有小(xiao)電(dian)流(liu)的(de)半(ban)導體(ti)薄(bo)片置於磁(ci)場中時(shi)，半(ban)導體(ti)內(nei)的(de)載流(liu)子受洛(luo)倫茲力(li)的(de)作(zuo)用而發生偏(pian)轉(zhuan)，使半(ban)導(dao)體(ti)兩(liang)側(ce)產(chan)生電(dian)勢(shi)差，該(gai)電(dian)勢(shi)差即(ji)為霍爾電(dian)壓(ya)VH，這個VH電(dian)壓(ya)與(yu)磁(ci)感(gan)應強度(du)B及(ji)電流(liu)IC成(cheng)正比，經過理論(lun)推(tui)算得(de)到(dao)如(ru)下等式關系(xi)：
                              VH=（RH/d）×B×IC （1）
式中，VH為霍爾電(dian)壓(ya)；B為磁(ci)感(gan)應強度(du)；IC為電流(liu)；RH為霍爾系(xi)數(shu)：d為半導(dao)體(ti)片(pian)的(de)厚(hou)度(du)。
   在式（1）中：若(ruo)保(bao)持電(dian)流(liu)IC不變，在條件(jian)下。可通(tong)過測(ce)量(liang)霍(huo)爾電(dian)壓(ya)推算(suan)出(chu)磁(ci)感(gan)應強度(du)的(de)大(da)小，由此(ci)建立了磁(ci)場與(yu)電(dian)壓(ya)信號(hao)的(de)；根(gen)據(ju)這關(guan)系式。人(ren)們研(yan)制(zhi)了用於(yu)測量磁(ci)場的(de)半(ban)導體(ti)器(qi)件(jian)即霍爾器(qi)件(jian)。 
  閉(bi)環(huan)霍爾電(dian)流(liu)傳感(gan)器(qi)是用霍爾器(qi)件(jian)作為核心敏感元件(jian)、用(yong)於(yu)電流(liu)的(de)模(mo)塊化(hua)產(chan)品，其(qi)工作(zuo)原理是霍爾磁(ci)平(ping)衡式的(de)（或(huo)稱霍爾磁(ci)補(bu)償(chang)式、霍爾零(ling)磁(ci)通(tong) 式）。*，當電(dian)流(liu)流(liu)過根長(chang)的(de)直(zhi)導線時，在導線周圍(wei)產(chan)生磁(ci)場，磁(ci)場的(de)大(da)小與(yu)流(liu)過導線的(de)電(dian)流(liu)的(de)大(da)小成(cheng)正比，這磁(ci)場可以(yi)通(tong)過軟(ruan)磁(ci)材(cai)料(liao)來聚集(ji)，然(ran)後用(yong)霍爾器(qi)件(jian)進(jin)行，由於(yu)磁(ci)場的(de)變(bian)化與(yu)霍(huo)爾器(qi)件(jian)的(de)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)信號(hao)有(you)良好的(de)線關系(xi)，因此，可以(yi)用測(ce)得(de)的(de)輸(shu)出(chu)信號(hao)，直(zhi)接(jie)反應導線中電(dian)流(liu)的(de)大(da)小，即：
                                   I∝B∝VH （2）
式中，I為通(tong)過導(dao)線中的(de)電(dian)流(liu)；B為導線通(tong)電流(liu)後產(chan)生的(de)磁(ci)感(gan)應強度(du)；VH為霍爾器(qi)件(jian)在磁(ci)場中產(chan)生的(de)霍(huo)爾電(dian)壓(ya)。
  選(xuan)擇(ze)適(shi)當的(de)比(bi)例系數(shu)，上(shang)述(shu)關(guan)系(xi)可(ke)表示為等式。
  對(dui)於(yu)霍爾輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)VH的(de)處(chu)理，人(ren)們設計了許多(duo)種電路，但總體(ti)來講可(ke)分為兩類(lei)：類(lei)為開環（或(huo)稱直測(ce)式、直檢式）霍爾電(dian)流(liu)傳感(gan)器(qi)；另(ling)類(lei)為閉(bi)環(huan)（或(huo)稱零(ling)磁(ci)通(tong)式、磁(ci)平(ping)衡式）霍爾電(dian)流(liu)傳感(gan)器(qi)。
針(zhen)對(dui)霍(huo)爾傳感(gan)器(qi)的(de)電(dian)路形式，人(ren)們zui想(xiang)到(dao)的(de)是將霍爾元(yuan)件(jian)的(de)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)用運(yun)算放大器(qi)直接放大，得(de)到(dao)所需(xu)要的(de)信號(hao)電(dian)壓(ya)，由此(ci)電壓(ya)值(zhi)來標(biao)定(ding)原邊被測電(dian)流(liu)的(de)大(da)小，這種(zhong)形式的(de)霍(huo)爾傳感(gan)器(qi)通(tong)常稱(cheng)為開環霍(huo)爾電(dian)流(liu)傳感(gan)器(qi)。開環霍(huo)爾傳感(gan)器(qi)的(de)優(you)點是電路形式簡(jian)單、成(cheng)本相對(dui)較(jiao)低(di)；其(qi)缺(que)點是和線度較(jiao)差(cha)，響應時間(jian)較(jiao)慢(man)， 溫(wen)度漂(piao)移較(jiao)大(da)。
二、LEM電流(liu)、電壓(ya)傳感(gan)器(qi)主要特(te)及(ji)優(you)點
1、LEM公司及(ji)主要產(chan)品
    LEM公司是電量傳感(gan)器(qi)的(de)知(zhi)道尚(shang)，也(ye)是電量傳感(gan)器(qi)領(ling)域(yu)的(de)。早(zao)在20世(shi)紀70年代LEM公司就在鐵(tie)路領(ling)域(yu)占領(ling)重要席(xi)。該(gai)公(gong)司的(de)鐵(tie)路傳感(gan)器(qi)系列(lie)產(chan)品集(ji)程(cheng)度、能穩定(ding)可(ke)靠、安裝方(fang)便等(deng)優(you)點，並通(tong)過CE，RoHs，UL，UR等(deng)，提(ti)供5年質(zhi)保(bao)，了鐵(tie)路行(xing)業(ye)的(de)認(ren)可。
2、結(jie)合霍(huo)爾傳感(gan)器(qi)工作(zuo)原理，詳細(xi)介紹(shao)LEM的(de)傳感(gan)器(qi)及(ji)主要參(can)數(shu)。
LEM公司生產(chan)的(de)傳感(gan)器(qi)相對(dui)於(yu)同(tong)類(lei)產(chan)品具(ju)有下優(you)點；
產(chan)品
良好的(de)線形度(du)
溫(wen)度(du)漂(piao)移低
反映時間(jian)快
能力強
具(ju)有電(dian)源(yuan)過(guo)載保(bao)護
3、從(cong)設計的(de)角(jiao)度分析(xi)LEM的(de)優(you)點：帶(dai)補(bu)償(chang)，用(yong)戶(hu)自(zi)定(ding)義(yi)原邊電(dian)阻(zu)等特(te)。 
三、內(nei)燃機車勵(li)磁(ci)系(xi)統組成(cheng)及(ji)采樣(yang)信號(hao)的(de)分(fen)析(xi)
1、簡(jian)單介紹(shao)內燃(ran)機車勵(li)磁(ci)調(tiao)節器功能
實(shi)現(xian)機(ji)車的(de)恒(heng)功率(lv)調(tiao)節、電阻(zu)制動(dong)工況(kuang)的(de)恒(heng)勵(li)磁(ci)電(dian)流(liu)和恒(heng)制動(dong)電流(liu)調(tiao)節、輔助(zhu)電壓(ya)調(tiao)整、無(wu)調(tiao)速(su)、磁(ci)場削弱(ruo)、制(zhi)動(dong)擴(kuo)展、輪緣(yuan)潤(run)滑(hua)、位油壓(ya)保(bao)護、空壓(ya)機軟(ruan)啟動(dong)等。
需(xu)要的(de)模(mo)擬(ni)量(liang)如(ru)下：
1、Rgt滑(hua)動(dong)端電壓(ya)：0-133.3V
2、Rgt電壓(ya)：0-133.3V
3、主發電(dian)壓(ya)：0-1024V
4、主發電(dian)流(liu)：0-7.2A
5、制動(dong)勵(li)磁(ci)電(dian)流(liu)：0-1A
2、采樣的(de)信號(hao)分(fen)析(xi)（主發電(dian)壓(ya)、制動(dong)勵(li)磁(ci)電(dian)流(liu)等），及(ji)傳感(gan)器(qi)如(ru)何選(xuan)型(xing)
主(zhu)發電(dian)壓(ya)：被電壓(ya)範圍(wei)0-1024V，選(xuan)用(yong)LEM傳感(gan)器(qi)LV100型號(hao)。此(ci)傳感(gan)器(qi)接法(fa)及(ji)原邊電(dian)阻(zu)的(de)選(xuan)擇(ze)如(ru)下圖所示： 
           
 
  主發電(dian)流(liu)和勵(li)磁(ci)電(dian)流(liu)：被的(de)主(zhu)發電(dian)流(liu)範圍(wei)0-7.2A，制(zhi)動(dong)勵(li)磁(ci)電(dian)流(liu)範圍(wei)0-1A。選(xuan)用(yong)LA25-8NP型(xing)傳感(gan)器(qi)，此傳感(gan)器(qi)接法(fa)及(ji)原邊電(dian)阻(zu)的(de)選(xuan)擇(ze)如(ru)下圖所示： 
      
滑(hua)動(dong)端和電(dian)壓(ya)：被的(de)滑(hua)動(dong)端和電(dian)壓(ya)範圍(wei)0-133.3V，選(xuan)用(yong)LV28-P型(xing)傳感(gan)器(qi)，此傳感(gan)器(qi)接法(fa)及(ji)原邊電(dian)阻(zu)的(de)選(xuan)擇(ze)如(ru)下圖所示： 
          
四、總結(jie)
    由於(yu)勵(li)磁(ci)器(qi)工作(zuo)在溫、寒(han)、粉塵大、電(dian)磁(ci)汙(wu)染嚴(yan)重等惡劣(lie)環(huan)境下。對(dui)元(yuan)器件的(de)選(xuan)擇(ze)要求(qiu)很(hen)嚴(yan)格，經過對(dui)LEM傳感(gan)的(de)測(ce)試和使用(yong)情況(kuang)，LEM公(gong)司的(de)電(dian)流(liu)、電壓(ya)傳感(gan)器(qi)要求(qiu)。
西安浩南(nan)電子(zi)科技(ji)有(you)限(xian)公(gong)司
  
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