發布日期：2022-10-09 點擊率：73
原標題：一文讀懂「霍爾傳感器工作原理」
霍爾器件是一種采用半導體材料制成的磁電轉換器件，霍爾電流傳感器包括開環式和閉環式兩種，高精度的霍爾電流傳感器大多屬于閉環式，閉環式霍爾電流傳感器基于磁平衡式霍爾原理，即閉環原理。今天小編就來為大家介紹一下霍爾電流傳感器工作原理、測量方法及應用。
工作原理
開環電流傳感器
當原邊電流IP流過一根長導線時，在導線周圍將產生一磁場，這一磁場的大小與流過導線的電流成正比，產生的磁場聚集在磁環內，通過磁環氣隙中霍爾元件進行測量并放大輸出，其輸出電壓VS精確的反映原邊電流IP。一般的額定輸出標定為4V。
磁平衡式電流傳感器也稱補償式傳感器，即原邊電流Ip在聚磁環處所產生的磁場通過一個次級線圈電流所產生的磁場進行補償，其補償電流Is精確的反映原邊電流Ip，從而使霍爾器件處于檢測零磁通的工作狀態。
具體工作過程為：當主回路有一電流通過時，在導線上產生的磁場被磁環聚集并感應到霍爾器件上，所產生的信號輸出用于驅動功率管并使其導通，從而獲得一個補償電流Is。
這一電流再通過多匝繞組產生磁場，該磁場與被測電流產生的磁場正好相反，因而補償了原來的磁場，使霍爾器件的輸出逐漸減小。當與Ip與匝數相乘所產生的磁場相等時，Is不再增加，這時的霍爾器件起到指示零磁通的作用，此時可以通過Is來測試Ip。當Ip變化時，平衡受到破壞，霍爾器件有信號輸出，即重復上述過程重新達到平衡。
被測電流的任何變化都會破壞這一平衡。一旦磁場失去平衡，霍爾器件就有信號輸出。經功率放大后，立即就有相應的電流流過次級繞組以對失衡的磁場進行補償。從磁場失衡到再次平衡，所需的時間理論上不到1μs，這是一個動態平衡的過程。因此，從宏觀上看，次級的補償電流安匝數在任何時間都與初級被測電流的安匝數相等。
測量方法
1
原邊導線應放置于傳感器內孔中心，盡可能不要放偏。
2
原邊導線盡可能完全放滿傳感器內孔，不要留有空隙。
3
需要測量的電流應接近于傳感器的標準額定值IPN，不要相差太大。如條件所限，手頭僅有一個額定值很高的傳感器，而欲測量的電流值又低于額定值很多，為了提高測量精度，可以把原邊導線多繞幾圈，使之接近額定值。
例如當用額定值100A的傳感器去測量10A的電流時，為提高精度可將原邊導線在傳感器的內孔中心繞十圈(一般情況，NP=1;在內孔中繞一圈，NP=2;……;繞九圈，NP=10，則NP×10A=100A與傳感器的額定值相等，從而可提高精度)。
4
當欲測量的電流值為IPN/10的時，在25℃仍然可以有較高的精度。
實際應用
近年來，自動化系統中大量使用大功率晶體管、整流器和可控硅，普遍采用交流變頻調速及脈寬調制電路，使得電路中不再只是傳統的50周的正弦波，出現了各種不同的波形。對于這類電路，采用傳統的測量方法不能反應其真實波形，而且電流、電壓檢出元件也不適應中高頻、高di/dt電流波形的傳感和檢測。
霍爾效應傳感器，可以測量任意波形的電流和電壓。輸出端能真實地反映輸入端電流或電壓的波形參數。針對霍爾效應傳感器普遍存在溫度漂移大的缺點，采用補償電路進行控制，有效地減少了溫度對測量精度的影響，確保測量準確;具有精度高、安裝方便、售價低的特點。
霍爾效應傳感器廣泛應用于變頻調速裝置、逆變裝置、ups電源、通信電源、電焊機、電力機車、變電站、數控機床、電解電鍍、微機監測、電網監測等需要隔離檢測電流電壓的設施中。
通過霍爾電流傳感器工作原理、測量方法及應用的講解，相信大家對霍爾電流傳感器應該有所了解了。霍爾電流傳感器尤其是閉環式霍爾電流傳感器因其寬頻帶、交直流兩用、不易磁飽和等特點，在工業測控領域得到了廣泛的應用。返回搜狐，查看更多
責任編輯：
兩種霍爾傳感器的工作原理
霍爾電流傳感器是根據霍爾原理制成的.它有兩種工作方式,即磁平衡式和直式.霍爾 電流傳感器一般由原邊電路、聚磁環、霍爾器件、(次級線圈)和放大電路等組成.
1 直放式電流傳感器(開環式) 眾所周知,當電流通過一根長導線時 ,在導線周圍將產生一磁場 ,這一磁場的大小 與流過導線的電流成正比,它可以通過磁芯聚集感應到霍爾器件上并使其有一信號輸 出.這一信號經信號放大器放大后直接輸出,一般的額定輸出標定為 4V.
2 磁平衡式電流傳感器(閉環式) 磁平衡式電流傳感器也稱補償式傳感器,即主回路被測電流 Ip 在聚磁環處所產 生的磁場通過一個次級線圈 ,電流所產生的磁場進行補償 , 從而使霍爾器件處于檢測 零磁通的工作狀態。 磁平衡式電流傳感器的具體工作過程為:當主回路有一電流通過時,在導線上產生 的磁場被聚磁環聚集并感應到霍爾器件上, 所產生的信號輸出用于驅動相應的功率管 并使其導通,從而獲得一個補償電流 Is. 這一電流再通過多匝繞組產生磁場 ,該磁場 與被測電流產生的磁場正好相反 ,因而補償了原來的磁場 , 使霍爾器件的輸出逐漸減 小.當與 IH 與匝數相乘 與“原邊電流與匝數相乘”所產生的磁場相等時, IH 不再增 加,這時的霍爾器件起指示零磁通的作用, 此時可以通過 IH 來平衡.被測電流的任何 變化都會破壞這一平衡. 一旦磁場失去平衡,霍爾器件就有信號輸出.經功率放大后,立 即就有相應的電流 IH 流過次級繞組以對失衡的磁場進行補償 .從磁場失衡到再次平 衡,所需的時間理論上不到 1μs,這是一個動態平衡的過程。
工作原理主要是霍爾效應原理.
一、以零磁通閉環產品原理為例: 1、當原邊導線經過電流傳感器時，原邊電流 IP 會產生磁力線，原邊磁力線集中在磁芯氣隙周 圍，內置在磁芯氣隙中的霍爾電片可產生和原邊磁力線成正比的，大小僅為幾毫伏的感應電壓， 通過后續電子電路可把這個微小的信號轉變成副邊電流 IS，并存在以下關系式： IS* NS=IP*NP 其中，IS—副邊電流；IP—原邊電流；NP—原邊線圈匝數；NS—副邊線圈匝數；
NP/NS—匝數比，一般取 NP=1。 電流傳感器的輸出信號是副邊電流 IS，它與輸入信號（原邊電流 IP）成正比， IS 一般很小， 只有 10~400mA。如果輸出電流經過測量電阻 RM，則可以得到一個
霍爾電流傳感器的工作原理
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2017-02-07 15:16:06
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霍爾式傳感器
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霍爾傳感器是基于霍爾效應的一種傳感器。1879年美國物理學家霍爾首先在金屬材料中發現了霍爾效應，但是由于金屬材料的霍爾效應太弱而沒有得到應用。隨著半導體技術的發展，開始用半導體材料制作霍爾元件，由于他的霍爾效應顯著而得到應用和發展。霍爾傳感器是一種當交變磁場經過時產生輸出電壓脈沖的傳感器。脈沖的幅度是由激勵磁場的場強決定的。因此，霍爾傳感器不需要外界電源供電。
中文名
霍爾式傳感器
原 理
基于霍爾效應
應 用
電子式水表、氣表、電表
發現者
美國物理學家霍爾
目錄
1
應用范圍：
2
工作原理：
3
測量誤差補償：
?
零位誤差極其補償
?
溫度誤差及補償
霍爾式傳感器應用范圍：
編輯
語音
1.電子式水表、氣表、電表和遠程抄表系統2.控制設備中傳送速度的測量3.無刷直流電機的旋轉和速度控制4.在工程中測量轉動速度和其他機械上的自動化應用5.轉速儀、速度表以及其他轉子式計量裝置霍爾傳感器的應用非常的廣泛，在測量領域，可用于測量磁場、電流、位移、壓力、振動、轉速等。在通訊領域，可用于放大器、振蕩器、相敏檢波、混頻、分頻已經微波功率測量等。在自動化技術領域，可用于無刷直流電機、速度傳感、位置傳感、自動記數、接近開關、霍爾自整角機構成的伺服系統和自動電力拖動系統等。
霍爾式傳感器工作原理：
編輯
語音
是利用半導體材料的霍爾效應進行測量的一種磁敏式傳感器。它可以直接測量磁場和微位移量，應用于電池測量、壓力、加速度、振動等方面的測量領域。霍爾傳感器已從分立元件發展到集成電路的階段，正越來越受人們的重視，應用日益廣泛。
霍爾式傳感器測量誤差補償：
編輯
語音
常見的產生誤差的因素有：半導體本身固有的特性、半導體制造工藝水平、環境溫度變化、霍爾傳感器的安裝是否合理等，測量誤差一般表現為零誤差和溫度誤差。
霍爾式傳感器零位誤差極其補償
當霍爾元件的激勵電流I不再為零時，若所處位置的磁感應強度B為零。則霍爾電勢仍應為零，但實際中若不為零，則此時空載的霍爾電勢稱為零位誤差。它一般由一下兩種電勢組成。
霍爾式傳感器溫度誤差及補償
由于半導體材料的電阻率、遷移率和載流子濃度都隨溫度而變化，用此材料制成的霍爾元件的性能參數必然隨溫度而變化，致使霍爾電勢變化，產生溫度誤差。為了減小溫度誤差，除選用溫度系數較小的材料如砷化茵外，還可以采取一些恒溫措施。或者采用恒流源或恒壓源配合補償電阻供電，這樣可以減小元件內阻隨溫度變化而引起的控制電流變化。
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