فناوریهای سنجش کنونی نقش مهمی در اتوماسیون صنعتی مدرن، نظارت بر توان، سیستمهای انرژی تجدیدپذیر، وسایل نقلیه الکتریکی و تجهیزات الکترونیکی دارند. در میان بسیاری از فناوری های موجود، سنسورهای جریان گردابی و سنسورهای جریان هال به طور گسترده برای کاربردهای اندازه گیری غیر تماسی استفاده می شوند. اگرچه هر دو فناوری می توانند تغییرات الکتریکی یا مغناطیسی را بدون تماس مستقیم الکتریکی تشخیص دهند، اما بر اساس اصول متفاوتی عمل می کنند و برای کارهای اندازه گیری مختلف طراحی شده اند.
یک سنسور جریان گردابی با تولید یک میدان الکترومغناطیسی با فرکانس بالا از طریق یک سیم پیچ حسگر کار می کند. هنگامی که یک هدف رسانا وارد این میدان می شود، جریان های گردشی به نام جریان گردابی در ماده مورد نظر القا می شود. این جریان ها یک میدان مغناطیسی مخالف ایجاد می کنند که بر امپدانس سنسور تأثیر می گذارد. با اندازه گیری این تغییر، سنسور می تواند موقعیت، جابجایی، لرزش، ضخامت یا نزدیکی جسم رسانا را به دقت تعیین کند. سنسورهای جریان گردابی عمدتاً برای اندازه گیری دقیق جابجایی و موقعیت به جای اندازه گیری جریان مستقیم استفاده می شوند.
سنسور جریان هال، از سوی دیگر، به طور خاص برای اندازه گیری جریان الکتریکی طراحی شده است. این بر اساس اثر هال، که توسط ادوین هال در سال 1879 کشف شد، عمل می کند. هنگامی که یک هادی حامل جریان در معرض میدان مغناطیسی قرار می گیرد، ولتاژی عمود بر جریان جریان و میدان مغناطیسی تولید می شود. سنسورهای جریان هال میدان مغناطیسی تولید شده توسط جریان اندازه گیری شده را تشخیص می دهند و آن را به سیگنال خروجی الکتریکی متناسب تبدیل می کنند. این به آنها اجازه می دهد تا هر دو جریان AC و DC را اندازه گیری کنند و در عین حال جداسازی الکتریکی بین هادی اولیه و مدار اندازه گیری را حفظ کنند.
یکی از تفاوت های اصلی بین این دو فناوری هدف اندازه گیری آنها است. سنسورهای جریان گردابی فاصله یا حرکت اجسام رسانا را اندازه گیری می کنند، در حالی که سنسورهای جریان هال جریان الکتریکی را که از یک هادی عبور می کند اندازه گیری می کنند. بنابراین، آنها اغلب در برنامه های کاملا متفاوت استفاده می شوند.
از نظر دقت، سنسورهای جریان گردابی دقت بسیار بالایی را برای اندازهگیری جابجایی ارائه میدهند و اغلب به وضوح در سطح میکرومتر میرسند. آنها به طور گسترده ای در نظارت بر توربین، موقعیت یابی ماشین ابزار، تجزیه و تحلیل ارتعاش شفت و آزمایش هوافضا استفاده می شوند. سنسورهای جریان هال معمولاً دقت اندازه گیری جریان خوبی را ارائه می دهند که معمولاً بسته به طراحی و کالیبراسیون بین 0.5٪ تا 2٪ متغیر است. سنسورهای حلقه بسته هال می توانند دقت بالاتری را برای کاربردهای صنعتی مورد نیاز به دست آورند.
یکی دیگر از تفاوت های مهم، محدوده سنجش است. سنسورهای جریان گردابی معمولاً در فواصل نسبتاً کوتاه، اغلب از کسری از میلیمتر تا چند میلیمتر عمل میکنند. عملکرد آنها به رسانایی و خواص مغناطیسی ماده مورد نظر بستگی دارد. سنسورهای جریان هال میتوانند جریان را در محدوده وسیعی از چند آمپر تا چند هزار آمپر اندازهگیری کنند و آنها را برای سیستمهای قدرت، درایوهای موتور، سیستمهای مدیریت باتری و تاسیسات انرژیهای تجدیدپذیر مناسب میسازند.
عملکرد زیست محیطی نیز متفاوت است. سنسورهای جریان گردابی در برابر گرد و غبار، روغن، رطوبت و آلاینده ها بسیار مقاوم هستند، زیرا به جای تماس نوری یا مکانیکی، بر تعامل الکترومغناطیسی متکی هستند. سنسورهای جریان هال نیز قوی و قابل اعتماد هستند، اما در صورت عدم ارائه محافظ مناسب، عملکرد آنها می تواند تحت تأثیر میدان های مغناطیسی خارجی قوی قرار گیرد.
از منظر هزینه، سنسورهای جریان هال عموماً برای کاربردهای اندازه گیری جریان اقتصادی تر هستند و به طور گسترده در تجهیزات کنترل صنعتی ادغام می شوند. سنسورهای جریان گردابی به دلیل نیازهای الکترونیکی و کالیبراسیون با دقت بالا، تخصصیتر هستند و ممکن است گرانتر باشند.
به طور خلاصه، سنسورهای جریان گردابی و سنسورهای جریان هال با وجود اینکه هر دو فناوری سنجش غیر تماسی هستند، اهداف متفاوتی را انجام می دهند. سنسورهای جریان گردابی در جابجایی، موقعیت و اندازهگیری ارتعاش اجسام رسانا عالی هستند، در حالی که سنسورهای جریان هال برای اندازهگیری دقیق جریان AC و DC با عایق الکتریکی بهینه شدهاند. انتخاب بین این دو بستگی به الزامات خاص برنامه دارد. برای نظارت بر جریان، سنسورهای جریان هال معمولاً راه حل ترجیحی هستند، در حالی که برای تشخیص حرکت و موقعیت با دقت بالا، سنسورهای جریان گردابی مزایای قابل توجهی را ارائه می دهند.
