什么是霍尔电流传感器

什么是霍尔电流传感器

开环的霍尔电流传感器采用的是霍尔直放式原理，闭环的霍尔电流传感器采用的是磁平衡原理。所以闭环的在响应时间跟精度上要比开环的好很多。开环和闭环都可以监测交流电，一般开环的适用于大电流监测，闭环适用于小电流监测。

开环式霍尔传感器的工作过程:

原边电流(Ip)通过一根导线时，在导线四周将会产生一个磁场，这一磁场的大小与流过导线的电流成正比，它能通过磁芯聚集感应到霍尔器件上并使其有一信号输出。这一信号经信号放大器放大后直接输出，霍尔器件输出的信号准确反映了原边电流的输出情况。

优点:封装尺寸小   ，测量范围广   ，重量轻，低电源损耗，无插损

闭环霍尔电流传感器的工作过程:

当原边电流IP产生的磁通通过磁芯集中在磁路中，霍尔器件固定在气隙中检测磁通，通过绕在磁芯上的多匝线圈输出反向的补偿电流，用于抵消原边电流(IP)产生的磁通，使得磁路中磁通始终保持为零。霍尔器件和辅助电路产生的副边补偿电流准确反映了原边电流的大小。经过特殊电路的处理，传感器的输出端能够输出精确反映原边电流的电流变化。

霍尔电流传感器基于磁平衡式霍尔原理，根据霍尔效应原理，从霍尔元件的控制电流端通入电流Ic，并在霍尔   元件平面的法线方向上施加磁场   强度为B的磁场，那么在垂直于   电流和磁场方向(即霍尔输出端   之间)，将产生一个电势VH，称   其为霍尔电势，其大小正比于控   制电流I。与磁场强度B的乘积。   即有式中:K为霍尔系数，由霍尔元件的材料决定;I。为控制电流;B为磁场强度;   VH为霍尔电势。

霍尔器件是一种采用半导体材料制成的磁电转换器件。如果在输入端通入控制电流IC，当有一磁场B穿过该器件感磁面，则在输出端出现霍尔电势VH。 霍尔电势VH的大小与控制电流IC和磁通密度B的乘积成正比，即:VH=KHICBsinΘ 霍尔电流传感器是按照安培定律原理做成，即在载流导体周围产生一正比于该电流的磁场，而霍尔器件则用来测量这一磁场。因此，使电流的非接触测量成为可能。 通过测量霍尔电势的大小间接测量载流导体电流的大小。因此，电流传感器经过了电-磁-电的绝缘隔离转换。 检测原理折叠编辑本段 由于磁路与霍尔器件的输出具有良好的线性关系，因此霍尔器件输出的电压讯号U0可以间接反映出被测电流I1的大小，即:I1∝B1∝U0 我们把U0定标为当被测电流I1为额定值时，U0等于50mV或100mV。这就制成霍尔直接检测(无放大)电流传感器。 补偿原理折叠编辑本段 原边主回路有一被测电流I1，将产生磁通Φ1，被副边补偿线圈通过的电流I2所产生的磁通Φ2进行补偿后保持磁平衡状态，霍尔器件则始终处于检测零磁通的作用。所以称为霍尔磁补偿电流传感器。这种先进的原理模式优于直检原理模式，突出的优点是响应时间快和测量精度高，特别适用于弱小电流的检测。 知道:Φ1=Φ2 I1N1=I2N2 I2=NI/N2·I1 当补偿电流I2流过测量电阻RM时，在RM两端转换成电压。做为传感器测量电压U0即:U0=I2RM 按照霍尔磁补偿原理制成了额定输入从~系列规格的电流传感器。 由于磁补偿式电流传感器必须在磁环上绕成千上万匝的补偿线圈，因而成本增加;其次，工作电流消耗也相应增加;但它却具有直检式不可比拟的较高精度和快速响应等优点。