霍爾電流傳感器電流輸出型的應(yīng)用分析

在單片機控制的許多應(yīng)用場合，都要使用傳感器來將單片機不能直接測量的信號轉(zhuǎn)換成單片機可以處理的電模擬信號，如溫度傳感器、電流傳感器、壓力傳感器、流量傳感器等。早期的傳感器大多為電壓輸出型，即將測量信號轉(zhuǎn)換為0-5V電壓輸出，通過模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號供單片機讀取、控制。但在信號需要遠距離傳輸或使用環(huán)境中電網(wǎng)干擾較大的場合，電壓輸出型傳感器的使用受到了限制，暴露了抗干擾能力較差等缺點，而電流輸出型傳感器以其具有較高的抗干擾能力得到了廣泛應(yīng)用。
   電壓輸出型霍爾電流傳感器抗干擾能力差，有時輸出的直流電壓上還疊加有交流成分，使單片機產(chǎn)生誤判斷，控制出現(xiàn)錯誤，嚴重時還會損壞設(shè)備。
    電流輸出型霍爾電流傳感器的輸出范圍常用的有0～20mA及4～20mA等，傳感器輸出最小電流及最大電流時，分別代表傳感器所標定的最小及最大額定輸出值。
     如測量范圍為以0～100A的霍爾電流傳感器為例進行敘述。對于輸出0～20mA的傳感器0mA電流對應(yīng)0A測量電流值，輸出4～20mA的傳感器4mA電流對應(yīng)0A測量電流值，兩類傳感器的20mA電流都對應(yīng)100A測量電流值。
   對于輸出0～20mA的霍爾電流傳感器，在電路設(shè)計上我們只需選擇合適的降壓電阻，通過A/D轉(zhuǎn)換器直接將電阻上的電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號即可，電路調(diào)試及數(shù)據(jù)處理都比較簡單。
   對于輸出4～20mA的霍爾電流傳感器，電路調(diào)試及數(shù)據(jù)處理上都比較煩瑣。但這種傳感器能夠在傳感器線路不通時，通過是否能檢測到正常范圍內(nèi)的電流，判斷電路是否出現(xiàn)故障，因此使用更為普遍。
4～20mA傳感器的一般處理方法
由于4～20mA傳感器輸出4mA時，在取樣電阻上的電壓不等于0，直接經(jīng)模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量也不為0，單片機無法直接利用，通過公式計算過于復(fù)雜。因此一般的處理方法是通過硬件電路將4mA在取樣電阻上產(chǎn)生的電壓降消除，再進行A/D轉(zhuǎn)換，工作原理如下圖。

電流在屏幕上以電流值的形式顯示出來。

下面是我公司生產(chǎn)的眾多直流型霍爾電流傳感器的一種。