霍尔式传感器的工作原理：一文读懂「霍尔传感器工作原理」

原标题：一文读懂「霍尔传感器工作原理」

霍尔器件是一种采用半导体材料制成的磁电转换器件，霍尔电流传感器包括开环式和闭环式两种，高精度的霍尔电流传感器大多属于闭环式，闭环式霍尔电流传感器基于磁平衡式霍尔原理，即闭环原理。今天小编就来为大家介绍一下霍尔电流传感器工作原理、测量方法及应用。

工作原理

开环电流传感器

当原边电流IP流过一根长导线时，在导线周围将产生一磁场，这一磁场的大小与流过导线的电流成正比，产生的磁场聚集在磁环内，通过磁环气隙中霍尔元件进行测量并放大输出，其输出电压VS精确的反映原边电流IP。一般的额定输出标定为4V。

闭环电流传感器

磁平衡式电流传感器也称补偿式传感器，即原边电流Ip在聚磁环处所产生的磁场通过一个次级线圈电流所产生的磁场进行补偿，其补偿电流Is精确的反映原边电流Ip，从而使霍尔器件处于检测零磁通的工作状态。

具体工作过程为：当主回路有一电流通过时，在导线上产生的磁场被磁环聚集并感应到霍尔器件上，所产生的信号输出用于驱动功率管并使其导通，从而获得一个补偿电流Is。

这一电流再通过多匝绕组产生磁场，该磁场与被测电流产生的磁场正好相反，因而补偿了原来的磁场，使霍尔器件的输出逐渐减小。当与Ip与匝数相乘所产生的磁场相等时，Is不再增加，这时的霍尔器件起到指示零磁通的作用，此时可以通过Is来测试Ip。当Ip变化时，平衡受到破坏，霍尔器件有信号输出，即重复上述过程重新达到平衡。

被测电流的任何变化都会破坏这一平衡。一旦磁场失去平衡，霍尔器件就有信号输出。经功率放大后，立即就有相应的电流流过次级绕组以对失衡的磁场进行补偿。从磁场失衡到再次平衡，所需的时间理论上不到1μs，这是一个动态平衡的过程。因此，从宏观上看，次级的补偿电流安匝数在任何时间都与初级被测电流的安匝数相等。

测量方法

1

原边导线应放置于传感器内孔中心，尽可能不要放偏。

2

原边导线尽可能完全放满传感器内孔，不要留有空隙。

3

需要测量的电流应接近于传感器的标准额定值IPN，不要相差太大。如条件所限，手头仅有一个额定值很高的传感器，而欲测量的电流值又低于额定值很多，为了提高测量精度，可以把原边导线多绕几圈，使之接近额定值。

例如当用额定值100A的传感器去测量10A的电流时，为提高精度可将原边导线在传感器的内孔中心绕十圈(一般情况，NP=1;在内孔中绕一圈，NP=2;……;绕九圈，NP=10，则NP×10A=100A与传感器的额定值相等，从而可提高精度)。

4

当欲测量的电流值为IPN/10的时，在25℃仍然可以有较高的精度。

实际应用

近年来，自动化系统中大量使用大功率晶体管、整流器和可控硅，普遍采用交流变频调速及脉宽调制电路，使得电路中不再只是传统的50周的正弦波，出现了各种不同的波形。对于这类电路，采用传统的测量方法不能反应其真实波形，而且电流、电压检出元件也不适应中高频、高di/dt电流波形的传感和检测。

霍尔效应传感器，可以测量任意波形的电流和电压。输出端能真实地反映输入端电流或电压的波形参数。针对霍尔效应传感器普遍存在温度漂移大的缺点，采用补偿电路进行控制，有效地减少了温度对测量精度的影响，确保测量准确;具有精度高、安装方便、售价低的特点。

霍尔效应传感器广泛应用于变频调速装置、逆变装置、ups电源、通信电源、电焊机、电力机车、变电站、数控机床、电解电镀、微机监测、电网监测等需要隔离检测电流电压的设施中。

通过霍尔电流传感器工作原理、测量方法及应用的讲解，相信大家对霍尔电流传感器应该有所了解了。霍尔电流传感器尤其是闭环式霍尔电流传感器因其宽频带、交直流两用、不易磁饱和等特点，在工业测控领域得到了广泛的应用。返回搜狐，查看更多

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霍尔式传感器的工作原理：霍尔传感器的工作原理

两种霍尔传感器的工作原理
霍尔电流传感器是根据霍尔原理制成的.它有两种工作方式,即磁平衡式和直式.霍尔 电流传感器一般由原边电路、聚磁环、霍尔器件、(次级线圈)和放大电路等组成.
1 直放式电流传感器(开环式) 众所周知,当电流通过一根长导线时 ,在导线周围将产生一磁场 ,这一磁场的大小 与流过导线的电流成正比,它可以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,一般的额定输出标定为 4V.
2 磁平衡式电流传感器(闭环式) 磁平衡式电流传感器也称补偿式传感器,即主回路被测电流 Ip 在聚磁环处所产 生的磁场通过一个次级线圈 ,电流所产生的磁场进行补偿 , 从而使霍尔器件处于检测 零磁通的工作状态。 磁平衡式电流传感器的具体工作过程为:当主回路有一电流通过时,在导线上产生 的磁场被聚磁环聚集并感应到霍尔器件上, 所产生的信号输出用于驱动相应的功率管 并使其导通,从而获得一个补偿电流 Is. 这一电流再通过多匝绕组产生磁场 ,该磁场 与被测电流产生的磁场正好相反 ,因而补偿了原来的磁场 , 使霍尔器件的输出逐渐减 小.当与 IH 与匝数相乘 与“原边电流与匝数相乘”所产生的磁场相等时, IH 不再增 加,这时的霍尔器件起指示零磁通的作用, 此时可以通过 IH 来平衡.被测电流的任何 变化都会破坏这一平衡. 一旦磁场失去平衡,霍尔器件就有信号输出.经功率放大后,立 即就有相应的电流 IH 流过次级绕组以对失衡的磁场进行补偿 .从磁场失衡到再次平 衡,所需的时间理论上不到 1μs,这是一个动态平衡的过程。
工作原理主要是霍尔效应原理.
一、以零磁通闭环产品原理为例: 1、当原边导线经过电流传感器时，原边电流 IP 会产生磁力线，原边磁力线集中在磁芯气隙周 围，内置在磁芯气隙中的霍尔电片可产生和原边磁力线成正比的，大小仅为几毫伏的感应电压， 通过后续电子电路可把这个微小的信号转变成副边电流 IS，并存在以下关系式： IS* NS=IP*NP 其中，IS—副边电流；IP—原边电流；NP—原边线圈匝数；NS—副边线圈匝数；
NP/NS—匝数比，一般取 NP=1。 电流传感器的输出信号是副边电流 IS，它与输入信号（原边电流 IP）成正比， IS 一般很小， 只有 10~400mA。如果输出电流经过测量电阻 RM，则可以得到一个

霍尔式传感器的工作原理：霍尔传感器的工作原理是什么？

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霍尔式传感器
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霍尔传感器是基于霍尔效应的一种传感器。1879年美国物理学家霍尔首先在金属材料中发现了霍尔效应，但是由于金属材料的霍尔效应太弱而没有得到应用。随着半导体技术的发展，开始用半导体材料制作霍尔元件，由于他的霍尔效应显著而得到应用和发展。霍尔传感器是一种当交变磁场经过时产生输出电压脉冲的传感器。脉冲的幅度是由激励磁场的场强决定的。因此，霍尔传感器不需要外界电源供电。
中文名
霍尔式传感器
原    理
基于霍尔效应
应    用
电子式水表、气表、电表
发现者
美国物理学家霍尔
目录
1
应用范围：
2
工作原理：
3
测量误差补偿：
?
零位误差极其补偿
?
温度误差及补偿
霍尔式传感器应用范围：
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语音
1.电子式水表、气表、电表和远程抄表系统2.控制设备中传送速度的测量3.无刷直流电机的旋转和速度控制4.在工程中测量转动速度和其他机械上的自动化应用5.转速仪、速度表以及其他转子式计量装置霍尔传感器的应用非常的广泛，在测量领域，可用于测量磁场、电流、位移、压力、振动、转速等。在通讯领域，可用于放大器、振荡器、相敏检波、混频、分频已经微波功率测量等。在自动化技术领域，可用于无刷直流电机、速度传感、位置传感、自动记数、接近开关、霍尔自整角机构成的伺服系统和自动电力拖动系统等。
霍尔式传感器工作原理：
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语音
是利用半导体材料的霍尔效应进行测量的一种磁敏式传感器。它可以直接测量磁场和微位移量，应用于电池测量、压力、加速度、振动等方面的测量领域。霍尔传感器已从分立元件发展到集成电路的阶段，正越来越受人们的重视，应用日益广泛。
霍尔式传感器测量误差补偿：
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语音
常见的产生误差的因素有：半导体本身固有的特性、半导体制造工艺水平、环境温度变化、霍尔传感器的安装是否合理等，测量误差一般表现为零误差和温度误差。
霍尔式传感器零位误差极其补偿
当霍尔元件的激励电流I不再为零时，若所处位置的磁感应强度B为零。则霍尔电势仍应为零，但实际中若不为零，则此时空载的霍尔电势称为零位误差。它一般由一下两种电势组成。
霍尔式传感器温度误差及补偿
由于半导体材料的电阻率、迁移率和载流子浓度都随温度而变化，用此材料制成的霍尔元件的性能参数必然随温度而变化，致使霍尔电势变化，产生温度误差。为了减小温度误差，除选用温度系数较小的材料如砷化茵外，还可以采取一些恒温措施。或者采用恒流源或恒压源配合补偿电阻供电，这样可以减小元件内阻随温度变化而引起的控制电流变化。