介紹了基於霍爾開環原理
，通過真有效值轉換（True RMS）輸出標準信號的電流變送器用於玻璃加工行業的應用情況，較好的解決了被測電流波形複雜而又要求準確輸出的現實問題。

1 引言

工(gong)藝(yi)玻(bo)璃(li)品(pin)是(shi)一(yi)種(zhong)高(gao)檔(dang)產(chan)品(pin)
，尤(you)其(qi)是(shi)在(zai)歐(ou)美(mei)等(deng)發(fa)達(da)國(guo)家(jia)
，造(zao)型(xing)各(ge)異(yi)的(de)玻(bo)璃(li)用(yong)品(pin)更(geng)是(shi)居(ju)家(jia)及(ji)餐(can)飲(yin)行(xing)業(ye)必(bi)不(bu)可(ke)少(shao)的(de)日(ri)用(yong)品(pin)。如(ru)何(he)加(jia)工(gong)出(chu)精(jing)美(mei)的(de)玻(bo)璃(li)工(gong)藝(yi)品(pin)是(shi)一(yi)項(xiang)難(nan)度(du)很(hen)大(da)的(de)工(gong)作(zuo)
，必(bi)須(xu)對(dui)玻(bo)璃(li)加(jia)工(gong)的(de)各(ge)個(ge)環(huan)節(jie)都(dou)有(you)純(chun)熟(shu)的(de)把(ba)握(wo)才(cai)能(neng)做(zuo)出(chu)精(jing)美(mei)的(de)玻(bo)璃(li)工(gong)藝(yi)品(pin)。在(zai)眾(zhong)多(duo)的(de)加(jia)工(gong)工(gong)藝(yi)環(huan)節(jie)中(zhong)最(zui)重(zhong)要(yao)的(de)一(yi)點(dian)就(jiu)是(shi)要(yao)對(dui)玻(bo)璃(li)熔(rong)爐(lu)的(de)爐(lu)溫(wen)進(jin)行(xing)精(jing)確(que)控(kong)製(zhi)。

現代的玻璃熔爐都已經采用電加熱


，而傳統的燃煤加熱早已被摒棄。對熔爐的溫度進行PID調節控製，其中一項就是要對電流進行實時的精確測量，進而對調功器的輸出電流進行相角調節

，控製電流的大小。

     

2開環霍爾傳感器的工作原理

自1879年美國物理學家Edwin Herbert Hall發現霍爾效應以來
，霍爾技術被越來越多地應用於工業控製的各個領域。隨著元器件工藝技術的發展
，由霍爾器件應用開發的霍爾電流、電壓傳感器在各行各業都取得了良好的應用。

2.1 霍爾效應及霍爾器件

霍爾效應是霍爾技術應用的理論基礎
，當通有小電流的半導體薄片置於磁場中時（如圖1），半導體內的載流子受洛倫茲力的作用發生偏轉，使半導體兩側產生電勢差，該電勢差即為霍爾電壓VH
，VH與磁感應強度B及控製電流IC成正比
，經過理論推算有式（1）關係。

VH=（RH/d）×B×IC  （1）

式中：B為磁感應強度；IC為控製電流；RH為霍爾係數

；d為半導體厚度。

式（1）中，若保持控製電流IC不(bu)變(bian)
，在(zai)一(yi)定(ding)條(tiao)件(jian)下(xia)，可(ke)通(tong)過(guo)測(ce)量(liang)霍(huo)爾(er)電(dian)壓(ya)推(tui)算(suan)出(chu)磁(ci)感(gan)應(ying)強(qiang)度(du)的(de)大(da)小(xiao)，由(you)此(ci)建(jian)立(li)了(le)磁(ci)場(chang)與(yu)電(dian)壓(ya)信(xin)號(hao)的(de)聯(lian)係(xi)。根(gen)據(ju)這(zhe)一(yi)關(guan)係(xi)式(shi)
，人(ren)們(men)研(yan)製(zhi)出(chu)了(le)用(yong)於(yu)測(ce)量(liang)磁(ci)場(chang)的(de)半(ban)導(dao)體(ti)器(qi)件(jian)，即(ji)霍(huo)爾(er)器(qi)件(jian)。

                  

霍爾效應原理

2.2 開環霍爾電流傳感器的工作原理

 

                   

                            霍爾開環原理

當原邊電流Ip穿(chuan)過(guo)帶(dai)有(you)氣(qi)隙(xi)的(de)聚(ju)磁(ci)環(huan)，放(fang)在(zai)氣(qi)隙(xi)中(zhong)的(de)霍(huo)爾(er)元(yuan)件(jian)會(hui)檢(jian)測(ce)到(dao)與(yu)電(dian)流(liu)大(da)小(xiao)成(cheng)比(bi)例(li)關(guan)係(xi)的(de)磁(ci)通(tong)，並(bing)輸(shu)出(chu)小(xiao)電(dian)壓(ya)信(xin)號(hao)
，該(gai)電(dian)壓(ya)信(xin)號(hao)被(bei)放(fang)大(da)器(qi)放(fang)大(da)，即(ji)可(ke)輸(shu)出(chu)與(yu)原(yuan)邊(bian)電(dian)流(liu)信(xin)號(hao)相(xiang)位(wei)相(xiang)一(yi)致(zhi)的(de)電(dian)壓(ya)波(bo)形(xing)，該(gai)波(bo)形(xing)能(neng)夠(gou)真(zhen)實(shi)的(de)反(fan)映(ying)原(yuan)邊(bian)電(dian)流(liu)的(de)大(da)小(xiao)及(ji)變(bian)化(hua)。

開環霍爾電流傳感器的應用很廣泛，主要是有以下幾個重要特點：1.體積小 2. 過載能力強 3.簡單可靠4.容易做成開口型

 

 

2.3 真有效值電流變送器的工作原理

真有效值即為“真正有效值，TRUE RMS”之意，英文縮寫為“TRMS”，有的文獻也稱為真均方根值，交流電壓的真有效值的表達式
，它的定義如下：

 

PAS係列真有效值電流變送器采用國際有名芯片廠家的專用真有效值計算芯片，將普通的跟隨信號準化成了經過計算的真有效值信號。

 

2.4 基於霍爾開環電流傳感器以及真有效值測量原理的真有效值電流變送器

yuanbiandianliutongguodaiyouqixidejucicailiao，huoeryuanjianganyingdaocichangdebianhua
，shuchudeweiruodianyaxinhaojingguofangdachulihoujinruzhenyouxiaozhixinpianjinxingchuli
，zuizhongchuanganqishuchubiaozhundedianliuhuodianyaxinhao
，rugongyebiaozhunxinhao
，DC 4-20mA,DC 0-20mA DC 0-5V,DC 0-10V.

                        基於霍爾開環原理的真有效值變送器

3.真有效值電流變送器的特點

  因yin為wei在zai玻bo璃li加jia熱re加jia工gong行xing業ye以yi及ji其qi他ta需xu要yao用yong到dao冶ye煉lian爐lu的de行xing業ye，大da部bu分fen都dou需xu要yao用yong到dao調tiao功gong器qi產chan品pin，對dui電dian流liu進jin行xing控kong製zhi以yi達da到dao控kong製zhi爐lu溫wen的de目mu的de，這zhe裏li常chang用yong的de調tiao功gong器qi普pu遍bian使shi用yong調tiao相xiang角jiao的de方fang法fa來lai調tiao節jie電dian流liu的de有you效xiao值zhi
，也ye就jiu是shi調tiao節jie了le溫wen度du。此ci時shi電dian流liu的de波bo形xing已yi經jing是shi非fei標biao準zhun的de波bo形xing了le，不bu是shi標biao準zhun的de正zheng弦xian波bo，不bu能neng被bei互hu感gan器qi等deng精jing確que捕bu獲huo，從cong而er無wu法fa計ji算suan出chu真zhen正zheng的de電dian流liu有you效xiao值zhi來lai。霍huo爾er傳chuan感gan器qi能neng測ce量liang各ge種zhong波bo形xing，包bao括kuo非fei標biao準zhun的de正zheng弦xian波bo形xing。

                   

                調功器產品外形                                                      經調功器輸出的電流波形

4.電流傳感器在玻璃加工行業的應用

weilegenghaodekongzhiluwen
，xuyaogengjiazhunquedekongzhidianliudedaxiao。gaikehuweiyazhouzuidadegongyipinbolichang

，shengchandechanpinjuedabufenchukoudaoouzhou，yinciduipinzhideyaoqiujiweiyange
，chuantongdehuganqiceliangyijingwufashiyingxiandaitiaojieshebeideyaoqiu，bixuxunzhaoyizhongnenggoujingquecelianggezhongboxing，bingduigezhongfuzaboxingjinxingzhenyouxiaozhijisuanshuchudechanpin，cainengmanzuqijingqueceliang，zhunquekongzhideyaoqiu。baiaisidechanpinzhengshijiyuzheyangdekaifalinian
，shiyongnenggoucelianggezhongboxingdehuoeryuanli，zaitongguozhuanyedezhenyouxiaozhijisuanxinpian，zuizhongshuchugaozhunquedudeshuchujieguo，jingguocesuan

，zaixianchangdeceliangjieguoxianshi
，budaizhenyouxiaozhijisuandehuganqichanpinshuchuzhijiaonenggoucelianghanyouzhiliuchengfendefuzaboxingdezhenyouxiaozhichanpinsuocedeshuzhixiao20-30%，誤差很大，難以對原始電流進行準確的PID調節。PAS的真有效值產品與FLUKE 現場便攜式真有效值儀表數值幾乎相同
，從而證明了在玻璃加工行業
，以及需要調功器輸出測控的行業，真有效值測量的必要性。

                   真有效值電流變送器外形

5. 結語