Hallotronowy konwerter prądu na napięcie

Do pomiaru prądu często wykorzystujemy bocznik w postaci rezystora, na którym spadek napięcia jest proporcjonalny do płynącego przez rezystancję prądu. Np. na rezystorze 0,1Ω przy przepływie 10A pojawi się spadek napięcia 1V. Napięcie 1V jest łatwe w pomiarze np. poprzez ADC nawet bez dodatkowych wzmacniaczy, niestety na rezystancji 0,1Ω w tych warunkach wydzieli się moc 10W. Możemy zastosować rezystancję o mniejszej wartości aby ograniczyć straty mocy, jednak potrzebny będzie układ pomiarowy reagujący na niższe wartości napięcia np. 100mV. Dla dużych wartości prądów przemiennych stosuje się przekładniki. Innym rozwiązaniem może być wykorzystanie hallotronowego przetwornika, który dodatkowo zapewni izolację między obwodem pomiaru prądu a wyjściem napięciowym.

Przykładem hallotronowego przetwornika U->I jest układ ACS712ELCTR-20A-T z zakresem pomiarowym 20A i izolacją 2.1 kV RMS. Dla wygody użyjemy gotowego modułu ME067 z wlutowanym układem ACS712 i wyprowadzeniami. Układ zasilamy napięciem 5V i przy braku przepływu prądu w obwodzie pomiarowym na wyjściu otrzymamy połowę napięcia zasilania 2,5V. W zależności od kierunku przepływu prądu wartość napięcia będzie się zmniejszała lub zwiększała względem początkowego napięcia 2,5V. Dla tego układu zależność zmian napięcia od płynącego prądu wynosi 100 mV/A, układy o różnych zakresach pomiarowych posiadają różne współczynniki mV/A.



Dla prądu 1,01A na wyjściu pojawia się napięcie 2,604V:


Wykorzystajmy funkcję "rel" multimetru i zaobserwujmy zmiany względem napięcia 2,5V dla prądu 1A:


Dla prądu 100mA napięcie wyjściowe jest odpowiednio niższe:


Istotna jest niska rezystancja układu pomiarowego, niskie spadki napięcia i małe moce strat, dla 10A spadek napięcia wynosi zaledwie 45mV na złączu modułu:


Wskazania multimetrów przy wartościach prądu od 100mA do 10A:


Testy były wykonane w warunkach roboczych i widoczne są pewne zniekształcenia linii, jednak możemy przyjąć liniową charakterystykę konwersji I->U, wykorzystując moduł zyskujemy niskie straty mocy oraz izolację od obwodu pomiarowego.

Jest to krótki materiał nadający się do działu mini artykuły,
jednak ponieważ takiego działu brakuje umieszczam tekst w artykułach

Czy korzystaliście w swoich konstrukcjach z pomiaru prądu opartego o efekt Halla?

Właściwości dynamiczne hallotronowego konwertera prądu na napięcie