SENSORI PER MOTORI - 3

SENSORI DI CORRENTE AD EFFETTO HALL

I sensori ad effetto Hall sono sensori di misurazione della corrente che sfruttano l’effetto Hall presente nei materiali a semiconduttore. maggiori informazioni sull'effetto hall potete trovare nel seguente tutorial:

I sensori Hall che si utilizzano nella pratica sono dei circuiti integrati che contengono al loro interno sia il sensore magnetico che il circuito di condizionamento. Infatti, i sensori in genere riproducono in uscita la misura della corrente in diverse forme: come una tensione analogica proporzionale alla corrente letta, un’informazione digitale letta mediante un bus ( i2C, Swire, etc) o come con un forma d’onda quadra con duty cycle che varia in funzione della corrente letta. Tutte queste tipi di uscita sono progettati in modo da poter essere interfacciate direttamente ai microcontrollori utilizzati nel sistema di controllo del motore. I principali svantaggi dei sensori di corrente ad effetto Hall sono il loro elevato costo e la variazione con la temperatura della loro accuratezza.
Applicativamente, il sensore di corrente ad effetto Hall può essere posizionato sul PCB direttamente sopra la traccia precorsa dalla corrente che si vuole misurare. Il sensore funziona misurando il flusso magnetico che viene creato dalla corrente che scorre attraverso la traccia.

La Figura 2 fornisce due  esempi di  chip sensore ad effetto Hall: quello montato su circuito stampato che misura la corrente che fluisce attraverso un filo posizionato sulla parte superiore di esso e quelli in package dotati di parte metallica usata come parte di circuito.

Figura 2: esempi di diversi modelli di sensore ad effetto Hall.

Sensori di corrente a trasformatore

I sensori di corrente a trasformatore offrono un'alternativa a resistori shunt e ai sensori ad effetto Hall per misurare la corrente. Questi sensori usano il principio di un trasformatore, dove il rapporto tra la corrente primaria e quella secondaria è una funzione del rapporto di spire. Il vantaggio principale dei trasformatori di corrente è che forniscono un isolamento galvanico e possono essere utilizzati in applicazioni ad alta corrente. Il principale svantaggio dei trasformatori di corrente è per funzionare la corrente deve essere di tipo AC.

Figura 3: esempi di sensori di corrente a trasformatore e il relativo schema elettrico equivalente.

La Figura 3 fornisce due esempi di sensori di corrente a trasformatore e il relativo schema elettrico equivalente. A sinistra è riportato il sensore a singola spira dove il filo che porta la corrente che si vuole misurare passa attraverso un foro del sensore. Il trasformatore a singola spira offre il vantaggio che la misurazione è non intrusiva.  Il trasformatore multi-spira, rappresentato nel lato destro della figura 3 offre il vantaggio del miglior accoppiamento magnetico tra primario e secondario ma è più intrusivo perché il circuito primario va inserito in serie al circuito di cui si vuole misurare la corrente.