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इस लेख में हम एक साधारण गैर-संपर्क वर्तमान सेंसर सर्किट के बारे में सीखते हैं जो एक हॉल इफेक्ट सेंसर आईसी का उपयोग करता है।

क्यों हॉल प्रभाव सेंसर

जब सेंसिंग करंट (Amps) की बात आती है तो लीनियर हॉल-इफेक्ट डिवाइस सबसे अच्छे और सबसे सटीक होते हैं।

ये उपकरण कुछ अम्‍पों से लेकर कई हजारों तक सही वर्तमान को समझ सकते हैं और माप सकते हैं। इसके अलावा यह कंडक्टर के साथ शारीरिक संपर्क की आवश्यकता के बिना माप को बाहरी रूप से करने की अनुमति देता है।

जब करंट किसी चालक से गुजरता है, तो आमतौर पर प्रति एम्पीयर लगभग 6.9 गॉस का एक फ्री-स्पेस चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न होता है।

इसका तात्पर्य यह है कि हॉल-इफेक्ट डिवाइस से एक वैध आउटपुट प्राप्त करने के लिए इसे उपरोक्त क्षेत्र की सीमा के भीतर कॉन्फ़िगर करना होगा।

कम धाराओं वाले कंडक्टरों के लिए इसका मतलब है कि डिवाइस को विशेष रूप से डिज़ाइन किए गए सिस्टम के अंदर रेंज और सेंसर की संवेदी क्षमताओं को बढ़ाने के लिए कॉन्फ़िगर करना होगा।

हालांकि वर्तमान में उच्च परिमाण को वहन करने वाले कंडक्टर के लिए, किसी विशेष व्यवस्था की आवश्यकता नहीं हो सकती है और रैखिक हॉल-इफ़ेक्ट डिवाइस को मैप किए गए गर्तिका के भीतर स्थित होकर सीधे amps को सेंस करने और मापने में सक्षम होगा।

चुंबकीय प्रवाह की गणना

डिवाइस पर चुंबकीय प्रवाह घनत्व निम्नानुसार तैयार किया जा सकता है:

B = I / 4 (pi) r, या I = 4 (pi) rB

कहां है,
गॉस में बी = क्षेत्र की ताकत
मैं = एम्पीयर में करंट
आर = कंडक्टर के केंद्र से इंच में तैनात डिवाइस तक की दूरी।

यह ध्यान दिया जा सकता है कि एक हॉल-इफेक्ट तत्व एक चुंबकीय क्षेत्र के लंबवत स्थित होने पर सबसे इष्टतम प्रतिक्रिया उत्पन्न करेगा। 90 डिग्री पर कोण वाले क्षेत्रों की तुलना में कोण के कोसाइन का कारण, कम होना।

कॉइल और हॉल-इफेक्ट डिवाइस का उपयोग करके वर्तमान (कम) का गैर-संपर्क माप

जैसा कि ऊपर चर्चा की गई है, जब कम धाराएं एक कुंडल के माध्यम से इसे मापने में शामिल होती हैं, तो यह उपयोगी हो जाता है क्योंकि कुंडल फ्लक्स घनत्व और इसलिए संवेदनशीलता को केंद्रित करने में मदद करता है।

डिवाइस-से-कॉइल गैप को लागू करना

0.060 'डिवाइस-टू-कॉइल एयर गैप को लागू करने से प्राप्त प्रभावी चुंबकीय प्रवाह घनत्व बन जाता है:

“एनालॉग को डिजिटल में क्या बदलता है ”

बी = 6.9 एन या एन = बी / 6.9 आई

जहां n = कुंडल के घुमावों की संख्या।

एक उदाहरण के रूप में, 12 एम्पीयर में 400 गॉस की कल्पना करने के लिए, उपरोक्त सूत्र का उपयोग किया जा सकता है:

n = 400/83 = 5 मोड़

आमतौर पर 1 गॉस से नीचे के परिमाण को ले जाने वाला एक कंडक्टर आमतौर पर ठोस-राज्य उपकरणों और रैखिक एम्पलीफायर सर्किट के साथ निहित हस्तक्षेप की उपस्थिति के कारण समझ में मुश्किल हो जाता है।

डिवाइस के आउटपुट पर उत्सर्जित वाइड-बैंड शोर आमतौर पर 400uV RMS होता है, जिसके परिणामस्वरूप लगभग 32mA की त्रुटि होती है, जो कि काफी बड़ी हो सकती है।

निम्न धाराओं को सही ढंग से पहचानने और मापने के लिए, नीचे दी गई एक व्यवस्था का उपयोग किया जाता है, जिसमें कंडक्टर को टॉरॉयडल कोर के चारों ओर लपेटा जाता है, जो कई बार (n) होता है, निम्नलिखित समीकरण देता है:

B = 6.9nI

जहां n टर्न की संख्या है

विधि कम-वर्तमान चुंबकीय क्षेत्रों को हॉल-प्रभाव डिवाइस को वोल्ट में बाद के रूपांतरण के लिए एक त्रुटि मुक्त डेटा प्रदान करने के लिए पर्याप्त रूप से बढ़ाया जा सकता है।

“एक सीडीआई इकाई क्या है ”

एक टोरायड और एक हॉल-इफेक्ट डिवाइस का उपयोग करके वर्तमान (उच्च) का गैर-संपर्क माप

ऐसे मामलों में जहां कंडक्टर के माध्यम से करंट अधिक हो सकता है (लगभग 100 एम्प्स), प्रश्न में परिमाण मापने के लिए एक हॉल-इफेक्ट डिवाइस का उपयोग सीधे थूक-खंड टॉरॉयड के माध्यम से किया जा सकता है।

जैसा कि नीचे दिए गए आंकड़े को देखा जा सकता है, हॉल-प्रभाव को विभाजित या टॉरॉइड के अंतराल के बीच रखा जाता है जबकि कंडक्टर वर्तमान प्रवाह को टॉरॉइड रिंग से गुजरता है।

कंडक्टर के चारों ओर उत्पन्न चुंबकीय क्षेत्र को टॉरॉइड के भीतर केंद्रित किया जाता है और आउटपुट पर आवश्यक रूपांतरण के लिए हॉल डिवाइस द्वारा पता लगाया जाता है।