Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Magnetische Induktion mit linearem Hall Sensor messen


von daniel b. (Firma: keine) (einefragestellen)


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Hallo zusammen!

ich studiere Maschinenbau und muss im Rahmen eines Studienprojekts die 
magnetische Induktion eines von mir gebauten Elektromagneten messen.

Bei dem Elektromagneten handelt es sich um eine Spule mit Eisenkern und 
Luftspalt. der Luftspalt beträgt max. 5mm und die Messung Messung der 
mag. Induktion soll innerhalb dieser 5mm erfolgen.

Nach meiner Auslegung ist der Betrag von B zwischen 0 ... 500mT.

Für die Messung habe ich mir folgendes überlegt:

Ich verwende einen linearen Hall Effekt Sensor --> CY-P15A mit einer 
linearen Kennlinie für den Messbereich von 0...500mT.

http://www.hallsensors.de/CY-P15A.pdf

Dieser weisst gemäß Datenblatt die Anschlüsse 1 - 4 auf.

Dabei lauten die Angaben für Anschluss 1(+) und 4(-) --> Input
Demnach schließe ich hier eine konstate Spannungsquelle an.
Die Versorgungsspannung beträgt max 6V DC.
Die zugehörige Stromstärke beträgt 1,5 mA und die Stromrichtung ist von 
4(-) nach 1(+).

Die Ausgänge 2(-) und 3(+) plus sind die Ausgänge. Analog zu Abb. 4581 
Prinzip einer Hallsonde:

http://lp.uni-goettingen.de/get/text/4622

würde ich hier mit einem Oszilloskop oder Spannungsmesser mit 
entsprechedem Messbereich anschließen.

Nun meine Fragen:

1. Ist diese Anordnung so richtig?

2. Ich suche nach einem Tip worauf ich den Hall-Sensor befestigen kann
(Ziel ist in etwa eine Anwendung gemäß:
http://lp.uni-goettingen.de/get/text/4205
Abb. 4219

Also den Träger des Sensors irgendwie zu klemmen und definiert im Spalt 
zu positionieren...)

Für hinweise (gerne auch mit Bildern) wäre ich euch sehr dankbar!

Beste Grüße!

daniel

von MaWin (Gast)


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Nun, die Schaltbilder im Datenblatt sind anders.

Aber meiner Meinung nach Unsinn.

Deine Beschaltng ist sinnvoller.

Zumal der Sensor offenbar vollkommen symmetrisch ist, wie man an der im 
Datenblatt befindlichen Zeichnung sieht.

Aber wenn du wirklich EXAKT messen willst (und nicht bloss mit dem Oszi 
schöne Kurven sehen willst), dann sollte man rationetrisch mit 
Differenzverstärker messen:

ARef ---|+\
        |  >---+
     +--|-/    |
     |         |
     +---------+
               |
             +---+    Instrumentenverstärker
          +--|   |---|+\
          |  +---+   |  >--A/D
          +----(-----|-/\
               |        |
              GND      GND



Vorteil: Die absolute Höhe von ARef ist egal.

von max-ccc (Gast)


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Ist der Hall-Sensor richtungsempfindlich?

von Michael H. (michael_h45)


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daniel beul schrieb:
> ich studiere Maschinenbau und muss im Rahmen eines Studienprojekts die
> magnetische Induktion eines von mir gebauten Elektromagneten messen.

Bevor du da als Fachfremder irgendwas irgendwie zusammenzimmerst, würde 
ich dir dringen raten, an deiner Uni nach einem Teslameter mit flacher 
Hall-Sonde auf die Suche zu gehen.
Z.B.: 
http://www.wuntronic.com/en/index.php?site=2&xid=67&subid=109&pid=181

Sowas habt ihr sicher irgendwo.

von daniel b. (Firma: keine) (einefragestellen)


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Hallo,

erst mal vielen Dank für eure Antworten.

Ich beginne engegen der Reihenfolge:

Michael H. schrieb:
> Bevor du da als Fachfremder irgendwas irgendwie zusammenzimmerst, würde
> ich dir dringen raten, an deiner Uni nach einem Teslameter mit flacher
> Hall-Sonde auf die Suche zu gehen.

diese Option habe ich natürlich bedacht. Unabhängig davon würde ich mir 
die Sonde gerne selber bauen unbd wäre daher für konstruktive Hinweise 
dankbar.

max-ccc schrieb:
> Ist der Hall-Sensor richtungsempfindlich?

Nach:

http://www.hallsensors.de/CY-P15A.pdf

Seite 4 , Abbildung Seitenansicht --> roter Pfeil --> magnetic field

ja. (Falls ich die Richtig verstehe)


MaWin schrieb:
> Aber wenn du wirklich EXAKT messen willst (und nicht bloss mit dem Oszi
> schöne Kurven sehen willst), dann sollte man rationetrisch mit
> Differenzverstärker messen:

was heißt richtig EXAKT
für meinen Anwendungsfall würden +/- 5mT vollkommen ausreichen...

Wäre es möglich, dass du ein entsprechendes Bauteil von einem Händler 
verlinkst ?

Beste Grüße!

von Martin H. (disjunction)


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such mal nach INA333

Schaltung 1 und 2 aus dem Datenblatt erklären doch schon viel
einfacher LM358 dürfte es auch tun

: Bearbeitet durch User
von Martin H. (disjunction)


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Die Schaltung 1 Gibt dier VCC/2 +- Induktion
Schaltung 2 0V +- Induktion

von daniel b. (Firma: keine) (einefragestellen)


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Hall Martin H.,

ok ich verstehe das so:

Schaltung 2 gibt mir die Hall-Spannung ohne offset.

Bei der von mir beschriebenen Anordung sollte wie du schon sagst:

Martin H. schrieb:
> Schaltung 1 und 2 aus dem Datenblatt erklären doch schon viel

ein Operationsverstärker (Schaltsymbol ohne Versorgungsanschlüsse 
dargesttellt) eingebaut werden.

Dazu wie dort beschrieben:

http://www.hallsensors.de/CY-P15A.pdf

Pin 1: Anschluss Konstantspannungsquelle +
Pin 4: Anschluss Konstantspannungsquelle -

Pin 2: Erde

Pin 3: Operationsverstärker +

Der Operationsverstärker wird an - geerdet

Daszu noch die Versorgungspannung an den Operationsverstärker 
anschließen.

Soweit verstanden.

Danke!

Nun zu INA 333:

In der Zeichnung habe ich:

Pin 2:  Vin(-) --> CY-P15A Anschluß Erde

PIN 1 & PIN 8: eine wählbaren Widerstand RG der meinen 
Verstärkungsfaktor G bestimmt

PIN3 : Vin(+) --> Anschluss PIN 3 am Hall Sensor

PIN 5 & 6: Spannunsgmesser


PIN 7 & 8: Versorgungsspannung +1,8 bis 5,5 V

?

Vielen Dank!

: Bearbeitet durch User
von MaWin (Gast)


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> was heißt richtig EXAKT
> für meinen Anwendungsfall würden +/- 5mT vollkommen ausreichen...

1% von 500mT, bzw. 5mV von 0.5V.

Dazu wäre der INA333 sicher unnötig, aber ein LM358 sehr grenzwertig.

Direkt an ein Oszi geht das bei aktuellen digitalen gerade eben,
wenn man die Hallsondenbetriebsspannung auf den zweiten Kanal legt
und sich das ratiometrische Verhältnis anzeigen lässt.
Dann brauchst du gar keine Chips, nur den Hallsensor.

Alte analoge Oszis wären eher 10% ungenau.


> Wäre es möglich, dass du ein entsprechendes Bauteil von einem Händler
> verlinkst ?

Ohne den benötigten Frequenzbereich: Nein. (Und irgendwie glaube ich 
geht es eher um 100kHz als 1Hz).

von daniel b. (Firma: keine) (einefragestellen)


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MaWin schrieb:
> Ohne den benötigten Frequenzbereich: Nein. (Und irgendwie glaube ich
> geht es eher um 100kHz als 1Hz).

Bei dem Magnetfeld handelt es sich um ein statisches Magnetfeld 
(Konstantstromquelle 0...20A)

falls das deine Frage war...

Und wieder Danke!

von Martin H. (disjunction)


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daniel beul schrieb:
> PIN 5 & 6: Spannunsgmesser
>
> PIN 7 & 8: Versorgungsspannung +1,8 bis 5,5 V

Nicht ganz 7 und 4 Versorgungsspannung

Vref ist wie bei Schaltung 1 2,5V das Bezugspotential

die müssen da noch eingspeist werden. Dann kannst du Vref +-Induktion 
messen. Pin 2 und Vin - nicht mit erde verbinden. Nur miteinander.

Wenn du ein Hochohmiges Mesgerät hast, kannst du auch schon mal so in 
den Hallsensor messen ohne OPV. Du brauchst eben auch erst mal Keine 
Verstärkung, da Schaltung 1 und 2 gar nicht versärken sondern nur das 
Signal belastbar machen.

Also ein einfacher OPV wie der LM358 tut es allemal.

Der Knakpunkt bei OPV Schaltung 1 ist, dass sie in der Nähe der 
Versorgungsspannung begrenzt und du nie 0 T messen würdest. Deshalb 
diese Offsetgeschichte. Schaltung 1 macht auch nur Positive Messungen.


     v+
            OUTPUT   ---
     Hall               U
            GND      ---

     v-

Für eine vernünftige Messung kommst du um Schaltung 2 nicht herum.
Wenn du eine zusätzliche Verstärkung willst kommst du um den 
Inststrumentenverstärker z.B. den INA nicht herum.

von daniel b. (Firma: keine) (einefragestellen)


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kurzes update

Ich habe mir den INA333 INA333AIDGKR Micro-Power (50uA), Zer©ª-Drift, 
Rail-to-Rail Out Instrumentation Amplifier bestellt.
Ich möchte auch beim:

http://www.hallsensors.de/CY-P15A.pdf

die Schaltung 2 realisieren.

Um verwirrung zu vermeiden, würde ich gerne im folgenden dabei 
bleiben...

von Martin H. (disjunction)


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Also dann,

PS: Der ina 133 hätte noch höhere Eingangsspannungen vertragen.

: Bearbeitet durch User
von MaWin (Gast)


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+/-2.5V ist natürlich ungewöhnlich, nimm 5V, oder ARef wenn ein ADC 
folgt.

von Martin H. (disjunction)


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MaWin schrieb:
> +/-2.5V ist natürlich ungewöhnlich, nimm 5V, oder ARef wenn ein
> ADC
> folgt.

Ungewöhnlich für einen MCU Programmierer.

Er könnte natürlich eine Spannungsreferenz an Vref(INA333) anschließen. 
Aber der Kollege ist Mechaniker mit Laboraustattung. Evtl will er ein 
Oszi mit GND Bezug anschließen. Dann fällt dein Aref-Kartenhaus schnell 
zusammen. Der hat eher 2 Potentialfreie Netzteile.

von Michael H. (michael_h45)


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daniel beul schrieb:
> Ich möchte auch beim:
>
> http://www.hallsensors.de/CY-P15A.pdf
>
> die Schaltung 2 realisieren.

Dir ist aber klar, dass das nur ein blankes Hall-Element ist, das 
keinerlei Temperatur- oder Driftkompensation hat?
Welche Genauigkeit (nicht Auflösung!) willst du denn erreichen?
Wie stellst du dir einen Abgleich von Offset und Verstärkung vor?

von einefragestellen (Gast)


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Erst mal wieder vielen Dank für die Hinweise.

Nach Rücksprache mit dem Händler habe ich auf den Hall Sensor:

CYSJ362A  umschwenken müssen (CY-P15A) wird nicht mehr hergestellt...

http://www.hallsensors.de/CYSJ362A.pdf

Anschluss erfolgt gemäß circuit 2

kombiniert mit dem Operationsverstärker INA333 ergibt sich:

Schaltung gemäß Anhang...

Der Verstärkungsfaktor ergibt sich nach G=1+(100kΩ/RG)

für RG würde ich einen Widerstand mit 10kΩ wählen --> G=11

Probleme hab ich noch mit dem Anschluss des REF Widerstands und dem 
Anschluss des Oszis ( also Vout geht ans Oszi).

Würde mich auch über einen Produkttip für den Rg freuen falls einer was 
empfehlen kann.

Michael H. schrieb:
> Dir ist aber klar, dass das nur ein blankes Hall-Element ist, das
> keinerlei Temperatur- oder Driftkompensation hat?
> Welche Genauigkeit (nicht Auflösung!) willst du denn erreichen?
> Wie stellst du dir einen Abgleich von Offset und Verstärkung vor?


1.) Temperaturkompensation

Also das Labor ist klimatisiert auf 25°C
Messfühler zu genauen Temperaturerfassung sind vorhanden.
Der Hersteller nennt im Datenblatt einen Temperaturkoef. für Uhall

2. Driftkopensation

hmm

3. Genauigkeit

Also die Hall Spannung sollte mit einer Genauigkeit von U = Umess +- 
10mV ermittelt werden.

4. Abgleich von Offset und Verstärkung

Also für den Hall Sensor heißt es bei :

The offset voltage will be zero if you connect double power s upplies V+ 
and V (Curcuit 2)

Offset Voltage für den Operationsverstärker INA333:

Referit to input : ±75/G (mit G=11) --> 6,82µV
Temperatur       : ±0.5/G(mit G=11) --> 0,05µV/°C
Power Supply     : ±15/G (mit G=11) --> 1,36µV

Max offset = 8,23µV --> 0,00823 Millivolt [mV]

... hier dachte ich mir das kann ich mir schenken weil ich das Ergebnis 
nicht so genau benötige...

Beste Grüße!

von Michael H. (michael_h45)


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einefragestellen schrieb:
> Also das Labor ist klimatisiert auf 25°C

und die umgebung von kupfer, das mit 20A durchflossen wird, natürlich 
auch.

aber bitte, du willst es anscheinend nicht wahrhaben - ist auch löblich, 
dass man selber auf die nase fallen will, wo schon andere mit ihrer nase 
gelegen haben. aber beschwer dich dann nicht aus der horizontalen.

von einefragestellen (Gast)


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Michael H. schrieb:
> und die umgebung von kupfer, das mit 20A durchflossen wird, natürlich
> auch.

nein ist sie nicht, ist auch unerheblich da sich die Spulen in einer 
gewissen Entfernung vom Messpunkt befinden.

Weiterhin wurden an dem Messpunkt an dem der Hall Sensor positioniert 
werden soll bereits Temperaturmessungen mit einem Messfühler 
durchgeführt.

Es wurde im Rahmen der Betriebsdauer keine Temperaturänderung gemessen.

Michael H. schrieb:
> einefragestellen schrieb:
>> Also das Labor ist klimatisiert auf 25°C
>
> und die umgebung von kupfer, das mit 20A durchflossen wird, natürlich
> auch.
>
> aber bitte, du willst es anscheinend nicht wahrhaben - ist auch löblich,
> dass man selber auf die nase fallen will, wo schon andere mit ihrer nase
> gelegen haben. aber beschwer dich dann nicht aus der horizontalen.

^^

von Ulrich (Gast)


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Für eine einfache Messung würden schon 1-3 Stück  1,5 V Batterien (z.B. 
AA) und ein DMM zu anzeigen ausreichen. Über die Batterien erhält man 
ein galvanisch getrennte Stromversorgung (PINs 1 und 4), und kann direkt 
mit dem DMM (oder Oszilloskop) die Brückenspannung (Pins 2 und 3) 
messen. Mit Zink Kohle Batterien ist die Spannung bei geringer Last auch 
recht gut stabil.
Wenn man mag noch ein Serienwiderstand bei der Versorgung (z.B. 10 K) um 
den TK kleiner zu machen. Außerdem wäre ggf. ein Kondensator am Ausgang 
hilfreich, um weniger HF Störungen einzufangen.

Für eine wirkliche Messung fehlt aber noch der Skalenfaktor. Der ist mit 
Typisch 1000 V/A/T nur recht grob angegeben. Den Offset könnte man durch 
einfaches mechanischen Umdrehen des Sensors bestimmen.

Als Halter würde sich ein kleines Stück Platine anbieten. Die einfache 
Struktur könnte man z.B. eingravieren. Gg. geht auch einfach eine 
Streifenraster Platine die einmal eingesägt ist.

von Michael H. (michael_h45)


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Ulrich schrieb:
> Für eine einfache Messung würden schon 1-3 Stück  1,5 V Batterien
> (z.B.
"Messung"... Und schon mit 1,5V ist der Strom zu hoch.

> AA) und ein DMM zu anzeigen ausreichen. Über die Batterien erhält man
> ein galvanisch getrennte Stromversorgung (PINs 1 und 4), und kann direkt
> mit dem DMM (oder Oszilloskop) die Brückenspannung (Pins 2 und 3)
> messen. Mit Zink Kohle Batterien ist die Spannung bei geringer Last auch
> recht gut stabil.
Wozu soll man galvanische Trennung brauchen, wenn es ein einfacher 
Differezverstärker mit Offset erledigt?

> Wenn man mag noch ein Serienwiderstand bei der Versorgung (z.B. 10 K) um
> den TK kleiner zu machen.
Nein. Schau dir die Kennlinien von Halbleiter-Hallelementen mal an.

> Außerdem wäre ggf. ein Kondensator am Ausgang
> hilfreich, um weniger HF Störungen einzufangen.
Bitte nicht da, sondern vorm Verstärker.

> Für eine wirkliche Messung fehlt aber noch der Skalenfaktor. Der ist mit
> Typisch 1000 V/A/T nur recht grob angegeben. Den Offset könnte man durch
> einfaches mechanischen Umdrehen des Sensors bestimmen.
Nein, weil du "einfach" nicht genau genug positionieren kannst. Der 
Offset stammt nicht nur von Halbleiter-Toleranzen, sondern von 
Kontaktierungs- und Geometrie-Toleranzen.

> Als Halter würde sich ein kleines Stück Platine anbieten. Die einfache
> Struktur könnte man z.B. eingravieren. Gg. geht auch einfach eine
> Streifenraster Platine die einmal eingesägt ist.
Irrelevant, weil man damit nie genau genug positionieren kann.

Red doch bitte nicht irgendwelches geratenes Zeug als Tipps daher, wenn 
dus selbst offenbar noch nie gemacht hast.

von daniel b. (Firma: keine) (einefragestellen)


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1. Hallsensor
Hall Sensor -> Lineares Übertragungsglied
Xe= konstanter Strom, Xa =  Hall Spannung
Praktisches Problem:
Temperaturschwankungen (entfällt), Luftströmung (entfällt)
Kontakte nicht auf einer Äquipotenzialfläche -> Geometriefehler
Drehung um 180° -> offset messen -> bei Messwerten mit verrechnen
2.1 Stromversorgung (PINS 1 & 3)
Stromversorgung mittels 1-3 – 1,5 V Batterien galvanisch getrennte 
Stromversorgung -> Pontenzialfreie Verbindung (Danke Ullrich!)
3. Zwischenschaltung
Differenzenverstärker INA333
Xe= Hall Spannung, Xa =  Ausgangsspannung
Übertragungsfaktor G = 1 + (100kΩ/RG)
Herstellerangabe Datenblatt: Offset Voltage:
Referit to input : ±75/G (mit G=11) --> 6,82µV
Temperatur       : ±0.5/G(mit G=11) --> 0,05µV/°C
Power Supply     : ±15/G (mit G=11) --> 1,36µV
Max offset = 8,23µV --> 0,00823 Millivolt [mV] Für meine Messung 
unrelevant…
3.1 Stromversorgung Zwischenschaltung (PINS 4 & 7)
Analog Stromversorgung mittels 1-3 – 1,5 V Batterien galvanisch 
getrennte Stromver-sorgung -> Pontenzialfreie Verbindung ?
Bzw. hier Konstantstomquelle
-> Verstärker wir symmetrisch versorgt (+U und -U), -> REF PIN INA 333 
ist 0V (GND)
4. Messung
Innenwiderstand Spannungsmesser sehr groß -> Messung parallel zu Vout am 
INA 333
Nach:
http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0210153.htm
messe ich die Ausgangsspannung am INA333 über VOUT und der positiven 
Eingansspanung ( Hallspannung ) VIN +
welche Größenordnung hat dann Widerstand R4 in der Darstellung in meiner 
Schaltung -> parallel zum Messgerät

Ulrich schrieb:
> TK kleiner zu mache

TK?

Ulrich schrieb:
> Außerdem wäre ggf. ein Kondensator am Ausgang
> hilfreich, um weniger HF Störungen einzufangen.
>
> Für eine wirkliche Messung fehlt aber noch der Skalenfaktor. Der ist mit
> Typisch 1000 V/A/T nur recht grob angegeben.

könntest du das bitte etas näher erläutern?

Ulrich schrieb:
> Streifenraster Platine die einmal eingesägt ist

was meinst du mit eingesägt?

Vielen Dank und schönen Abend!

von Ulrich (Gast)


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Mit 1,5 V und den typisch 4 kOhm an Widestand bekommt man einen Strom 
von etwa 0,4 mA - das ist durchaus in der richtigen Größe. Ein 
zusätzlicher Widerstand in Reihe sorgt dafür, das der Strom weniger vom 
Widerstand des Hallelements abhängt. Da der Temperaturkoeffizient (TK) 
des Widerstandes vom Hall Element hier größer sein kann als der der 
Hall-Kanstante gibt das tatsächlich eine leichte Verbesserung. Eine 
"konstante" Spannung und ein Vorwiderstand sind da einfach ein Näherung 
für einen Konstantstromquelle.

Die galvanische Trennung spart den Differenzverstärker, so kann man 
direkt mit dem Oszilloskop oder DMM messen und braucht auch keine 
Versorgung für den Verstärker. Bei dem eher kleinen Strom (0,1-1 mA) ist 
auch die Lebensdauer einer AA Zelle wohl ausreichen, auch wenn es nur 
die Zink-Kohle Type ist.

Ohne Verstärker besteht sie Möglichkeit das vom Oszilloskop, DMM oder 
einfach den Leitungen HF Störungen eingefangen werden. Bei einem 
Halbleiter Hall-element besteht die Möglichkeit das diese einen Teil der 
HF gleichrichtet, auch wenn das im Idealfall Ohmsche Kontakte sind. Ein 
(oder ggf. mehr) Kondensator relativ dicht am Hall Element können die HF 
Störungen reduzieren. Mit Verstärker wäre der Platz für den Kondensator 
am Eingang des Verstärkers - wobei der Verstärker dicht beim Sensor sein 
sollte, und es immer noch die Frage ist ob der Verstärker oder der 
Sensor gutmütiger auf HF reagieren.

Der Abgleich des Offsets durch mechanisches Umdrehen sollte keine so 
großen Anforderungen stellen: entweder man macht es vorher ohne extra 
Feld, also nur im Erdfeld. Da sind dann kleine Winkelfehler nicht so 
kritisch. Oder man macht es bei der Messung - da hat man dann den 
Mittelwert der beiden Positionen.

Für die Empfindlichkeit sind nur typisch 1000 V/A/T angegeben, eine 
Toleranz zu dem Wert habe ich da nicht gefunden. Man weiß also nicht ob 
die Werte je nach Exemplar ggf. nicht doch um vielleicht 10% oder 20% 
daneben liegen.

Bei einer Streifenraster Platine kann man per Säge (z.B. kleine Metall 
Bügelsäge) einmal alle Bahnen trennen. Das ist halt eine einefache 
Möglichkeit sich eine passende Platine herzustellen. Damit hätte man die 
Möglichkeit den kleinen SMD Sensor dort auf zu löten. Das Löten von SMD 
teilen sollte man aber ggf. erst einmal mit billigeren Teilen üben.  Es 
gibt aber auch andere Möglichkeiten für so etwas wie eine Platine als 
Halter. Wenn möglich sollte es da auch Glasfaserverstärkte Version sein, 
nicht die billige Pertinax Ausführung. Ich würde da auch eine 2. Lage 
mit einem Loch für den Senor aufkleben, einfach als mechanischen Schutz. 
Das gibt dann etwas über 3 mm als Gesamtdicke.

von daniel b. (Firma: keine) (einefragestellen)


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Hallo Ulrich,

also wenn ich das nochmal zusammen fassen darf:

-  Spannungsquelle und Vorwiderstand versorgen über U/R=I Hallsensor mit 
Strom (~0,4mA)
-  die Ausgangsspannung des Hallsensors, ist die Eingangsspannung des 
Operationsverstärkers
-  um HF-Störungen zu vermeiden, verwende ich zwischen Hall Sensor und 
Operationsverstärker einen Wiederstand & einen Kondensator als 
RC-Tiefpassfilter (-> Gleichstrom = Wechselstrom mit Frequenz 0 -> kann 
ungehindert passieren )
-  Anschlüsse am Operationsverstärker:
-  R3 zur Messung
-  Rg zur Verstärkung
-  Vin +/-  Eingang
-  Ref Erde
-  V+ in & Vout … Oszi

Als Schaltplan gemäß Anhang…

Das mit dem Offset werde ich probieren…

Zur Empfindlichkeit:

E d = dx a /dx e  -> Ableitung der Ausgangsgröße nach der Eingangsgröße 
am Arbeitspunkt
Bei einem linearglied -> ∆XA / ∆XE

Die Ausgangsgröße des Hall Sensors = Hallspannung [VH ]
Die Eingangsgröße ist die Stromstärke IC welch sich über U/R= I ergibt. 
Die Temperaturabhängigkeit des Widerstands findet Eingang im Nenner --> 
A/T
Aber woher kommen die 1000 V/A/T ?
Die Toleranz die du vermisst ist die Abweichung ∆UHALL als Funktion der 
Stromstärke IC

Nochmals vielen Dank für die ganzen Hinweise!

Gruß,
Daniel.

von Ulrich (Gast)


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Für die einfache Messung kommt man ganz ohne Verstärker aus. In der 
einfachen Version nur über 3 V von der Batterie und etwa 10-30 K als 
Reihenwiderstand den Sensor mit Strom (z.B. ca. 0,2 mA) versorgen. Das 
Ausgangssignal kann dann direkt abgegriffen werden und sollte für ein 
DMM oder Oszilloskop ausreichen (je nach Strom etwa 0,1 - 1 V / T). Zur 
Kontrolle kann man den Strom über die Spannung am Widerstand überprüfen.

Bei der Ausführung mit Verstärker passt der Schaltplan auch noch nicht 
ganz. In dem Fall reicht auch eine Versorgung (Spannung je nach 
Verstärker). Der INA333 ist gut von den Daten, aber schwer zu löten und 
so gut muss der Verstärker gar nicht sein. Auch ein INA155 und selbst 
ein Aufbau mit normalem OP würde ausreichen. Wenn die Spannung halbwegs 
konstant ist, sollte ein Vorwiderstand für den Brückenstrom ausreichen, 
sonst ggf. eine geregelte Stromquelle.
Die Beschaltung des Instrumentenverstärkers im Plan oben stimmt nicht: 
der Ref. Pin gehört auf ein Mittlere Spannung (z.B. per Spannungsteiler 
oder GND wenn man eine +- Versorgung hat). Der Ausgang ist dann zwischen 
den Ausgangspin und Ref.

Den Kondensator kann man erst einmal weglassen - der Platz im Plan ist 
schon richtig, wobei R2 auch wegfallen kann, denn der Sensor hat schon 4 
K Ausgangswiderstand.

Was im Datenblatt fehlt ist eine Toleranz für die 1000 V/A/T - 
eigentlich eine der wichtigeren Angaben. Da sie Fehlt ist leider davon 
auszugehen das der Wert nicht besonders genau ist.

von daniel b. (Firma: keine) (einefragestellen)


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Ulrich schrieb:
> Was im Datenblatt fehlt ist eine Toleranz für die 1000 V/A/T -
> eigentlich eine der wichtigeren Angaben.

Jezze hab ichs!

Du hast die 1000 V/AT aus dem Datenblatt:

http://www.hallsensors.de/CY-P15A.pdf für den Sensor CY-P15A

hatte weiter oben Geschrieben das es den nicht mehr gibt und einen 
anderen genannt...deswegen meine Frage wo die 1000 V/AT herkommen...

Egal, die

Sensivity = Empfindlichkeit = Ableitung Ausgangsgröße nach der 
Eingangsgröße

für ein Linearglied wie hier = delta Xa / delta Xe

Laut Datenblatt gilt für den Sensor eine Sensivität von 1000V/AT

Dies geht auch aus dem Diagramm für die Hallspannung über der 
Flussdichte hervor:

E = K = 500 mV / ( 1mA * 500 mT) = 1 mV/mA mT = 1000 V/AT

die Toleranz der Empfindlichkeit ist doch das gamma aus dem Datenblatt:

1...1,5 %

was wiederum gar nicht schlecht ist ...

oder irre ich hier?

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Ich würde eher +/-20% erwarten. Das ist so ein typischer Wert für die 
Halbleiterherstellung.

von Michael H. (michael_h45)


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daniel beul schrieb:
> oder irre ich hier?
ja.
du kannst die teile sortiert in sog. ranks kaufen. aber das beste, was 
du kriegen wirst, wird immer noch >5% sein.

von Ulrich (Gast)


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Der Wert gamma im Datenblatt gibt die Abweichung von einer Geraden an, 
nicht die Genauigkeit der Steigung für die Gerade. Genau zu dem Wert 
fehlt da einfach eine Angabe.

von daniel b. (Firma: keine) (einefragestellen)


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Ulrich schrieb:
> Für die einfache Messung kommt man ganz ohne Verstärker aus. In der
> einfachen Version nur über 3 V von der Batterie und etwa 10-30 K als
> Reihenwiderstand den Sensor mit Strom (z.B. ca. 0,2 mA) versorgen. Das
> Ausgangssignal kann dann direkt abgegriffen werden und sollte für ein
> DMM oder Oszilloskop ausreichen (je nach Strom etwa 0,1 - 1 V / T). Zur
> Kontrolle kann man den Strom über die Spannung am Widerstand überprüfen.

Danke Ulrich!

hat wunderbar funktioniert :-)

Beste Grüße,

Daniel

: Bearbeitet durch User
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