Sida 1 av 1

mäta ström med hallsensor?

Postat: 17 juni 2008, 11:55:06
av jesse
Såg att ELFA har linjära halleffektsensorer som återger ett magnetfält med t.ex. 2.5 mV per G (=Gauss - jordens magnetfält ligger på ca 0.5 G) .

Alla känner ju till den grundläggande fysiken kring en rak ledare där det går en stöm - det alstas ett svagt magnetfält runt ledaren beroende på strömstyrka och polaritet.

Om jag då tar en rak ledare - sätter två st. hallsensorer på var sin sida om ledaren - monterade på motsatt håll i förhållande till varandra så bör summan av spänningarna motsvara magnetfältet som cirkulerar runt ledaren och filtrera bort yttre fält.

Lite info som jag inte kan få tag på är: hur man räknar ut magnetfältsflödet i en punkt vid sidan om ledaren på avstånd A i millimeter vid strömmen I. Jag hittar inte sådan info någonstans.

Ett alternativ är ju att köpa två sensorer och experimentera. Men vad jag först vill veta är om det magnetiska flödet kan bli tillräckligt stort för att kunna mätas. Strömmen jag vill mäta ska vara mellan 1 och 150 A. Och så funderar jag på hur bra hallsensorerna hänger med om strömmen är pulsad i 15 khz ?

EDIT: hoppsan! Nu hittade jag ju hur man räknar ut flödestätheten:
PDF (se sid. 3)
B = µ0·I / 2πa där B mäts i Tesla ( 1 T = 10000 G), I = strömmen i Ampére och a = avståndet - antar jag, i meter och µ0 = konstant 4π*10^-7
==> B = I * 2^-7 / a Tesla = I * 2^-3 / a Gauss

antag att avståndet är 10 mm (=0.01m), strömmen är 10A. det ger B = 10/0.01*2^-3 = 2G.

Om jag istället sätter sensorerna riktade åt samma håll , kommer man att kunna läsa av resultatet direkt med en AVR processor med differentiell ingång (t.ex. attiny26) och få ut ett värde direkt proportionellt till strömmen! Jag köper sensorerna idag!

Postat: 17 juni 2008, 20:07:50
av peter555
Flödet i en viss punkt blir nog rätt svagt. Varför sätter du inte en ferritkärna kring ledaren som koncentrerar flödet ?

Då får du samtidigt att placeringen av ledaren inom toroiden inte påverkar mätresultatet.

Postat: 17 juni 2008, 20:56:39
av jesse
Men hamnar inte flödet inuti ferritkärnan i så fall? Och då borde väl flödet utanför bli svagare? Skulle jag limma sensorerna ovanpå ferritkärnan då? :?

Postat: 18 juni 2008, 10:04:53
av peter555
Du gör en slits i kärnan och stoppar in sensorn där.

Postat: 19 juni 2008, 00:17:01
av jesse
Slits i ferritkärnan? Jag känner mig bara inte lika säker på vad som händer då - om magnetfältet kanske följer ferritkärnan i alla fall och inte passerar "hålet" dä sensorn sitter. Eller att det är ett grymt starkt magnetfält 0.1 mm från ferritkärnans yta, men mycket svagt 0.3 mm ifrån... blir i så fall väldigt känsligt för vibration t.ex. Jag kommer nog att testa i första hand med att lägga sensorerna i plast eller liknande. Beräkningar i "vakuum" visar ju att strömmarna blir mätbara och håller sig inom sensorernas max/min om jag lägger dem 20 mm från ledarens centrum.

Sensorn A1321ger utslag 5 mV per G, och har max/min +10 / -10 G . Om jag vill kunna mäta upp till 200 A måste jag ändå ha dem på 40 mm avstånd från ledarens centrum för att inte överskrida 10G. Att förstärka flödet med en ferritkärna är då inte så lyckat.[/]

Elfa hade slut på de sensorerna just nu... :x så det får bli ett senare projekt. Återkommer.

Postat: 19 juni 2008, 00:49:34
av jesse
Jag har visst missuppfattat databladet!

" Känslighetsområde: ±10 G "

trodde jag betydde att mätområdet höll sig inom ±10 G, men jag börjar misstänka att det istället betyder att max avvikelse är ±10 G. Och då blir det ju något helt annat!

istället får jag det till mätområde ± 440G ! Då kanske ferritkärnan fyller sin funktion!

Postat: 25 juni 2008, 21:30:33
av jesse
Inser att det inte kommer att fungera så bra. Ska köpa en MAX4080 eller MAX4081 istället.