Чому датчики струму не мають ефекту Холла для низьких струмів?

11

Здається, датчики струму ефекту Холла не доступні для малих струмів, скажімо, на замовлення 500 мА. Я здогадуюсь, це пов’язано з деякими технічними чи фізичними обмеженнями. Що це?

current-measurement hall-effect

— Філ Мороз
джерело

Ви не знайдете комерційних товарів у цьому асортименті просто тому, що на них немає реального попиту. Існують кращі та простіші способи вимірювання струмів постійного та змінного струму на цьому рівні.

— Дейв Твід

7

Датчики струму ефекту Холла вимірюють магнітний потік, що утворюється навколо провідника, що несе струм. Як така, чутливість обмежена шумовою підлогою через сторонні магнітний «шум» поблизу провідника.

Це можна подолати в різній мірі, сконцентрувавши магнітний потік завдяки провіднику струму досить простим способом: Проведіть струм для вимірювання через котушку, що оточує датчик ефекту Холла.

Наприклад, розділ 12.1 таблиці даних датчика струму лінійного ефекту Холе Melexis MLX91206 ілюструє використання котушки для вимірювання малих струмів:

Рис.3

Низькі струми можна виміряти за допомогою MLX91206 шляхом збільшення магнітного поля через котушку навколо датчика. Чутливість (вихідна напруга проти струму в котушці) вимірювання буде залежати від розміру котушки та кількості витків. Додаткову чутливість та підвищений імунітет до зовнішніх полів можна отримати, додавши щит навколо котушки. Катушка забезпечує дуже високу діелектричну ізоляцію, що робить це придатним рішенням для джерел живлення високої напруги з відносно низькими струмами. Вихід слід масштабувати для отримання максимальної напруги для найвищого струму, що вимірюється, щоб отримати найкращу точність та роздільну здатність.

На практиці, поки конструкція може переносити індуктивність на поточному шляху, MLX91206 працює досить добре до 100 мА струму для повномасштабного виходу. При вимірюванні струму подачі в рейці це може бути фактично використане для додаткової переваги, використовуючи індуктивність для придушення пульсацій, "безкоштовно".

Концепція: Можливо, варто вивчити, чи забезпечує непрямокутна (тороїдальна) котушка краще зовнішнього магнітного ослаблення шуму, ніж прямокутна форма - можливо, тоді можна виміряти навіть менші струми.

— Аніндо Гош
джерело

2

V_{H} = - \frac{I B}{n t e}

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

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

B = \frac{μ_{0} I}{2 π r}

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

$\mu$

Є дві речі, з якими ми можемо зіпсуватись у цей момент, щоб отримати напругу над підлогою шуму. Ми можемо збільшити струм подачі або зменшити товщину чутливої пластини. Очевидно, що існують практичні обмеження на збільшення струму та жорсткого обмеження на зменшення товщини пластини. Два варіанти також протистоять один одному, зменшення товщини збільшує опір, який буде генерувати більше тепла для більш високих струмів.

Тоді, мабуть, мабуть, що вимірювати дуже малі струми було б просто з дуже дорогим обладнанням. Здається, я пригадую, що прискорювачі частинок роблять це з майже абсолютними нульовими охолодженими надпровідниками, але я не можу зараз знайти докази цього.

— Самуїл
джерело

Ми вимірюємо струми за допомогою надпровідних SQUID, що працюють на 4,2 К, але це трохи недоцільно для щоденного використання. Підлогу шуму становить близько 1pA (sqrt-Гц) для діапазону 100uA (8 десяткових цифр).

— Spehro Pefhany