霍爾電流傳感器三大工作原理及發(fā)展

周菁

江蘇安科瑞電器制造有限公司 江蘇江陰

基本原理：

霍爾器件是一種采用半導(dǎo)體材料制成的磁電轉(zhuǎn)換器件。如果在輸入端通入控制電流IC，當(dāng)有一磁場(chǎng)B穿過該器件感磁面，則在輸出端出現(xiàn)霍爾電勢(shì)VH。
霍爾電勢(shì)VH的大小與控制電流IC和磁通密度B的乘積成正比，即：VH=KHICBsinΘ
霍爾電流傳感器是按照安培定律原理做成，即在載流導(dǎo)體周圍產(chǎn)生一正比于該電流的磁場(chǎng)，而霍爾器件則用來測(cè)量這一磁場(chǎng)。因此，使電流的非接觸測(cè)量成為可能。
通過測(cè)量霍爾電勢(shì)的大小間接測(cè)量載流導(dǎo)體電流的大小。因此，電流傳感器經(jīng)過了電－磁－電的絕緣隔離轉(zhuǎn)換。

檢測(cè)原理：

由于磁路與霍爾器件的輸出具有良好的線性關(guān)系，因此霍爾器件輸出的電壓訊號(hào)U0可以間接反映出被測(cè)電流I1的大小，即：I1∝B1∝U0
我們把U0定標(biāo)為當(dāng)被測(cè)電流I1為額定值時(shí)，U0等于50mV或100mV。這就制成霍爾直接檢測(cè)（無放大）電流傳感器。

補(bǔ)償原理：

原邊主回路有一被測(cè)電流I1，將產(chǎn)生磁通Φ1，被副邊補(bǔ)償線圈通過的電流I2所產(chǎn)生的磁通Φ2進(jìn)行補(bǔ)償后保持磁平衡狀態(tài)，霍爾器件則始終處于檢測(cè)零磁通的作用。所以稱為霍爾磁補(bǔ)償電流傳感器。這種先進(jìn)的原理模式優(yōu)于直檢原理模式，突出的優(yōu)點(diǎn)是響應(yīng)時(shí)間快和測(cè)量精度高，特別適用于弱小電流的檢測(cè)。
知道：Φ1=Φ2
I1N1=I2N2
I2=NI/N2·I1
當(dāng)補(bǔ)償電流I2流過測(cè)量電阻RM時(shí)，在RM兩端轉(zhuǎn)換成電壓。做為傳感器測(cè)量電壓U0即：U0=I2RM
按照霍爾磁補(bǔ)償原理制成了額定輸入從～系列規(guī)格的電流傳感器。
由于磁補(bǔ)償式電流傳感器必須在磁環(huán)上繞成千上萬匝的補(bǔ)償線圈，因而成本增加；其次，工作電流消耗也相應(yīng)增加；但它卻具有直檢式不可比擬的較高精度和快速響應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)。

發(fā)展：

霍爾電流傳感器要想得到發(fā)展。首先就要提高靈敏度、惡劣條件下的穩(wěn)定性、降低工作電壓、微功耗；其次是敏感元件及其處理電路集成化、小型化；第三必須做到功能多樣化，同一種敏感機(jī)理的敏感器，引用和融合了電子技術(shù)其他分支的相關(guān)成熟技術(shù)，可形成新功能或復(fù)合功能的新型品種；最后要便于組網(wǎng)，傳感器捕獲的信息便于與其上層、下層機(jī)接口和有線或無線傳輸，以利執(zhí)行、保存、處理。

作者簡介：周菁，女，本科，就職于江蘇安科瑞電器制造有限公司，聯(lián)系電話：0510-86179969，手機(jī)：18860995117，郵箱：2880157872@qq.com，QQ：2880157872