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홀 센서로 극소 전류 측정하기

글쓴이 : SOONDORI

전류가 흐르는 도체 와이어를 탁자 위에 두고, 누구나 쉽게 구할 수 있는 Hall Sensor IC를 갖다 대면, 전류 흐름에 비례하는 선형적인 전압값을 획득할 수 있다.

논리는 아래 공식과 같음. 홀 센서는 자속 B의 강도 변화에 기대는 것.

자, 그러면 꽤 민감했던 TI DRV5056 IC로 DC 1mA 극소 전류를 측정할 수 있을까? 단심 에나멜 코일에서, 그럴 정도의 자속 강도가 나올 것인지?

B = 0.000001256 × 전류 ÷ 6.28 × 근접도
여기서,
전류를 0.001A로, 근접도를 에나멜 피복 및 기타로 정의하고 일괄하여 0.000001M로 간주하면,

B = 0.000000001256 ÷ 0.00000628 = 0.0002T_m/A@1mA

“도대체 뭐라니?” 그냥 느낌 가는 대로 확인해 보기.

■ 얇은 에나멜선

감지 불능. (단, 홀 센서는 밀착 방향이 매우 중요한 변수이므로, 다르게 배치하면 전혀 다른 반응을 보일 수도 있다)

■ 1mH 코일

반응이 시원시원함. 이게 다… 1mH의 힘이다.

■ 다른 코일 또는 기타

표제부 사진에서와 같이, 10uH 칩 인덕터를 사용하면… 4mA 전류 흐름에서 아주 약간의 반응이 관찰된다. 즉, 1mA에서는 실패!

기타 다양한 구조적 방법론을 쓸 수 있겠고… 트랜스포머, 카세트 데크 헤드, 각종 DC 모터 등 빈티지 아날로그 세상 이곳저곳에서 거론되는 ‘투자율’을 생각해 보면, 모든 테스트 반응은 너무 당연하다. 그러면서 결론을 내리기를,

“DC 1mA만 흘리되 전류가 흐르는 부품의 투자율(Permeability)을 한껏, 요령껏 키우면, TI 센서로 무엇을 관측할 수 있다”.


다음은 <홀센서 기반 전류센서> 제품의 예시. 한 마디로, “1mA급이 아닌 A급은 주변에 널려 있다”.

(출처 : https://www.akm.com/global/en/products/current-sensor/tutorial/currentier/)

 

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