【揭秘】霍尔电流传感器分类及工作原理 - 传感器及仪器仪表论坛（非专题） - 中国工控网论坛

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发表人：计量客

发表时间：2016/7/7 13:57:00

本栏论题：

【揭秘】霍尔电流传感器分类及工作原理 [298]

    霍尔电流传感器是利用霍尔效应将一次大电流变换为二次微小电压信号的传感器。实际设计的霍尔传感器往往通过运算放大器等电路，将微弱的电压信号放大为标准电压或电流信号。

    一、直放式(开环)电流传感器(CS系列)

    图1. 开环霍尔电流传感器原理

    　　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。

    二、磁平衡式(闭环)电流传感器(CSM系列)

    图2. 闭环式霍尔电流传感器_磁平衡式霍尔电流传感器原理

    　　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。

    更多相关技术资料请查询：http://www.vfe.cc/NewsDetail-516.aspx

    霍尔电流传感器如何测量电流?http://www.vfe.cc/NewsDetail-516.aspx
    你会用霍尔电流传感器吗？http://www.vfe.cc/NewsDetail-1573.aspx

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