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霍尔电流传感器的基本原理与检测原理

           顶点光电子商城2025年1月16日消息:霍尔电流传感器是一种基于磁平衡式霍尔原理的电路仪器,它利用霍尔效应来测量电流。


           霍尔器件是一种采用半导体材料制成的磁电转换器件。当控制电流Ic通过霍尔元件的输入端时,如果有一磁场B穿过该器件的感磁面,那么在垂直于电流Ic和磁场B的方向(即霍尔输出端之间)上,将产生一个电势VH,这个电势被称为霍尔电势。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,具体关系可以表示为:VH=KHICBsinΘ,其中KH为霍尔系数,由霍尔元件的材料决定,Θ为磁场B与控制电流Ic之间的夹角。


           霍尔电流传感器利用霍尔效应原理,通过测量磁场来间接测量电流。具体来说,当载流导体周围产生一个正比于该电流的磁场时,霍尔器件可以测量这个磁场,从而实现电流的非接触测量。


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           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。也就是说,被测电流I1与产生的磁感应强度B1成正比,而磁感应强度B1又与霍尔器件输出的电压讯号U0成正比,即:I1∝B1∝U0。通常,我们会把U0定标为当被测电流I1为额定值时,U0等于50mV或100mV,这样就制成了霍尔直接检测(无放大)电流传感器。


           此外,霍尔电流传感器还包括霍尔磁补偿电流传感器,它利用磁平衡原理来提高测量精度和响应速度。在这种传感器中,原边主回路有一被测电流I1,会产生磁通Φ1。副边补偿线圈通过的电流I2所产生的磁通Φ2与Φ1进行补偿,保持磁平衡状态。霍尔器件始终处于检测零磁通的作用,因此这种模式特别适用于弱小电流的检测。当补偿电流I2流过测量电阻RM时,在RM两端转换成电压,作为传感器测量电压U0,即U0=I2RM。


            综上所述,霍尔电流传感器通过霍尔效应原理和磁平衡技术,实现了对电流的非接触测量,具有响应时间快、测量精度高等优点。