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What are Hall Effect (ac, dc) clamp meters?

霍爾效應 鉗形表 既可測量交流電流又可測量直流電流,可高達千赫(1000 Hz)范圍。與電流互感器型一樣,霍爾效應鉗形表也使用剛性鐵鉗口聚集包圍在被測導體周圍的磁場。

與電流互感器型鉗形表不同的是,鉗口沒有纏繞銅絲。相反,鉗口環繞住導體后,導體產生的磁場集中在鐵芯中的一個或多個間隙上。注意霍爾效應鉗形表鉗口尖端的相交點。

比較電流互感器型鉗形表與霍爾效應鉗形表

霍爾效應鉗形表的鉗口相交點有一個間隙,產生一個磁場(又稱為磁通)必須跳過的氣穴。該間隙限制了磁通,所以磁芯達不到飽和。

相比之下,僅支持交流電流的互感器鉗形表的鉗口在閉合時是齊平的。打開時,鉗口的尖端顯露出裸金屬芯端面。

在間隙中,由一層薄塑料模壓覆蓋的半導體為霍爾效應傳感器 — 為輸出電壓隨磁場(本例中為被測導體或線路的磁場)變化的變送器。其目的是直接測量磁通量。然后將該傳感器的輸出電壓進行放大和比例縮放,用于表示通過鉗口內導體的電流。

霍爾效應鉗形表工作原理

當電流通過被測導體時,霍爾效應鉗形表形成的鐵芯允許磁場輕易通過 — 實際上比空氣更容易通過。

當磁場(磁通)到達鉗口前端中的小氣穴時,磁場必須跳過該間隙。由于間隙非常小,磁場仍然保持集中在氣隙兩端,而霍爾效應傳感器(安裝在間隙中)產生與間隙中磁通量成比例的電壓,鉗形表將電壓轉換為電流讀數。

在霍爾效應裝置中,直流磁場也集中在磁芯上,像附著在鐵芯上的永久磁場。由于可能存在接地的直流磁場以及測量點附近的其他磁場,這些鉗形表要求在測量之前對讀數進行“調零”,以消除偏移。

公認霍爾效應是由美國物理學家埃德溫·霍爾 (Edwin Hall,1855-1938)于1879年發現的。

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