1、霍爾電流傳感器優點

霍爾電流傳感器，它是當今電子測量的領域中應用最廣泛的器件之一，可以廣泛用與電力等諸多領域。完全替代了傳統的分流器和互感器。隨著時代的發展，原有的電流，電壓已經適應不了高頻的電流傳遞和檢測，而作為新一代霍爾電流傳感器的存在，它可以測試控制電流，電壓。

霍爾電流傳感器基于磁平衡式霍爾原理，根據霍爾效應原理，從霍爾元件的控制電流端通入電流Ic，并在霍爾元件平面的法線方向上施加磁場強度為B的磁場，那么在垂直于電流和磁場方向(即霍爾輸出端之間)，將產生一個電勢VH，稱其為霍爾電勢，其大小正比于控制電流I。與磁場強度B的乘積。即有式中:K為霍爾系數，由霍爾元件的材料決定;I。為控制電流;B為磁場強度;VH為霍爾電勢。

霍爾器件是一種采用半導體材料制成的磁電轉換器件。如果在輸入端通入控制電流IC，當有一磁場B穿過該器件感磁面，則在輸出端出現霍爾電勢VH。

霍爾電勢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，即在載流導體周圍產生一正比于該電流的磁場，而霍爾器件則用來測量這一磁場。因此，使電流的非接觸測量成為可能。

通過測量霍爾電勢的大小間接測量載流導體電流的大小。因此，電流傳感器經過了電-磁-電的絕緣隔離轉換。

霍爾電流傳感器、電壓傳感器/變送器由于具有精度高、線性好、頻帶寬、響應快、過載能力強和不損失被測電路能量等諸多優點，因而被廣泛應用于變頻調速裝置、逆變裝置、UPS電源、逆變焊機、變電站、電解電鍍、數控機床、微機監測系統、電網監控系統和需要隔離檢測大電流、電壓的各個領域中。在電力電子產品中，對大電流、電壓進行精確的檢測和控制也是產品安全可靠運行的根本保證

家不要光看霍爾傳感器的優點，其實它也有很多的注意事項的。例如霍爾傳感器要根據被測的電流有效值，之后要適當的選用不同的產品等等。而且不要讓霍爾傳感器受到震動或者高溫烘烤，這樣都會使霍爾傳感器損壞的，希望小兔的這篇霍爾傳感器優點的相關資料能夠給予大家一定的幫助。也希望大家在以后選擇霍爾傳感器時，也有一定的參考價值。

2、霍爾電流傳感器的應用

霍爾電流傳感器的應用場合

1、在逆變器中的應用： 在逆變器中，用霍爾電流傳感器可進行接地故障檢測、直接側和交流側的模擬量傳感，以保證逆變器能安全工作。

2、在直流自動控制調速系統中的應用 ：在直流自動控制調速系統中，用霍爾電流電壓傳感器可以直接代替電流互感器，不僅動態響應好，還可實現對轉子電流的最佳控制以及對晶閘管進行過載保護。

3、繼電保護與測量 ：在工業應用中，來自高壓三相輸電線路電流互感器的二次電流，如分別經三只霍爾電流傳感器，按比例轉換成毫伏電壓輸出，然后再經運算放大器放大及有源濾波，得到符合要求的電壓信號，可送微機進行測量或處理。在這里使用霍爾電流傳感器可以很方便地實現了無畸變、無延時的信號轉換。

4、在不間斷電源中的應用： 在該應用中，用霍爾電流傳感器進行控制，保證逆變電源正常工作。使用霍爾電流傳感器1發出信號并進行反饋，以控制晶閘管的觸發角，霍爾電流傳感器2發出的信號控制逆變器，霍爾電流傳感器3控制浮充電源。由于其響應速度快，霍爾電流傳感器特別適用于計算機中的不間斷電源。

5、在電子點焊機中的應用 ：在電子點焊機電源中，霍爾電流傳感器起測量和控制作用。它的快速響應能再現電流、電壓波形，將它們反饋到可控整流器A、B，可控制其輸出。用斬波器給直流迭加上一個交流，可更精確地控制電流。用霍爾電流傳感器進行電流檢測，既可測量電流的真正瞬時值，又不致引入損耗。

6、用于電車斬波器的控制： 電車中的調速是由調整電壓實現的。而將霍爾電流傳感器和其它元件配合使用，并將傳感器的所有信號輸入控制系統，可確保電車正常工作。

7、在交流變頻調速電機中的應用： 用變頻器來對交流電機實施調速，在世界各發達國家已普遍使用，且有取代直流調速的趨勢。用變頻器控制電機實現調速，可節省10%以上的電能。在變頻器中，霍爾電流傳感器的主要作用是保護昂貴的大功率晶體管。由于霍爾電流傳感器的響應時間往往小于5μs，因此，出現過載短路時，在晶全管未達到極限溫度之前即可切斷電源，使晶體管得到可靠的保護。

8、用于電能管理： 霍爾電流傳感器，可安裝到配電線路上進行負載管理。霍爾電流傳感器的輸出和計算機連接起來，對用電情況進行監控，若發現過載，便及時使受控的線路斷開，保證用電設備的安全。用這種裝置，也可進行負載分配及電網的遙控、遙測和巡檢等。

9、在接地故障檢測中的應用： 在配電和各種用電設備中，可靠的接地是保證配電和用電設備安全的重要措施。采用霍爾電流傳感器來進行接地故障的自動監測，可保證用電安全。

10、在電網無功功率自動補償中的應用： 電力系統無功功率的自動補償，是指補償容量隨負荷和電壓波動而變化，及時準確地投入和切除電容器，避免補償過程中出現過補償和欠補償的不合理和不經濟，使電網的功率因數始終保持最佳。無功功率的自動采樣若用霍爾電流、電壓傳感器來進行，由于它們的響應速度快，且無相位差，在保證“及時、準確”上會具有顯著的優點。

11、霍爾鉗形電流表： 將磁芯做成張合結構，在磁芯開口處放置霍爾器件，將環形磁芯夾在被測電流流過的導線外，即可測出其中流過的電流。這種鉗形表既可測交流也可測直流。用鉗形表可對各種供電和用電設備進行隨機電流檢測。 12、電功率測量 ：將負載電壓進行變換，令其與霍爾器件的工作電流成比例，將負載電流通入磁芯繞組中，作為霍爾電流傳感器的被測電流，霍爾電流傳感器輸出的霍爾電壓即可指示功率，以構成霍爾功率計。

12、在電力工頻諧波分析儀中的應用 ：在電力系統中，電網的諧波含量一般用電力工頻諧波儀來進行測試。為了將被測電壓和電流變換成適合計算機A/D采樣的電壓，人們曾將各種電力工頻諧波分析儀的取樣裝置，如電流互感器、電壓互感器、電阻取樣與光隔離耦合電路等和霍爾電流傳感取樣測試對比，結果表明霍爾電流傳感器最為適用。

13、開關電源中的應用 ：近代出現的開關電源，是將電網的非穩定的交流電壓變換成穩定的直流電壓輸出的功率變換裝置。無論是電壓控制型還是電流控制型開關電源，均采用脈沖寬度調制，借助驅動脈沖寬度與輸出電壓幅值之間存在的某種比例關系來維持恒壓輸出。其中，寬度變化的脈沖電壓或電流的采樣、傳感等均需用電流、電壓傳感器來完成。霍爾電流、電壓傳感器以其頻帶寬、響應時間快以及安裝簡便而成為首選的電流、電壓傳感器。

14、在大電流檢測中的應用 ：在冶金、化工、超導體的應用以及高能物理(例如可控核聚變)試驗裝置中都有許多超大型電流用電設備。用多霍爾探頭制成的電流傳感器來進行大電流的測量和控制，既可滿足測量準確的要求，又不引入插入損耗，還免除了像使用羅果勘斯基線圈法中需用的昂貴的測試裝置。圖47示出一種用于DⅢ-D托卡馬克中的霍爾電流傳感器裝置。采用這種霍爾電流傳感器，可檢測高達到300kA的電流。

15、霍爾三相功率變送器 ：利用霍爾器件的乘法器功能，還可構成三相功率變送器，用以檢測三相平衡或不平衡負載電路的三相有功功率和無功功率。將霍爾三相功率變送器輸出的霍爾電壓經濾波、放大和輸出變換后，將三相功率量變成直流電壓和電流。直流電壓可供給遠動裝置、巡檢裝置等，直流電流可供給近距離測量及儀表等。因而三相功率變送器是實現電網自動化不可缺少的一個環節。

16、構成電度表 ：在前述功率計后加上V/f變換及分頻計數，即可構成電度表，加上磁卡讀出裝置，可構成磁卡電度表。 另外以霍爾電流電壓傳感器作為功率指示器，還可構成各種各樣的功能電表，在這些電表中加入一些功能電路可構成例如帶絕緣缺陷檢測的電度表，竊電檢測電度表等。以霍爾電流電壓傳感器的基本功能為基礎，還可能集成多功能家用電表，可同時顯示電流、電壓，用電度數及電費、功率因數、諧波電壓等等。霍爾電度表將會成為最佳的智能電度表之一。

17、用作電磁隔離耦合器： 用霍爾電流傳感器的工作原理，可做成電磁耦合器。用初級線圈的電流控制霍爾器件的輸出，用這個輸出信號控制其它的電路，既收到隔離的效果，又達到耦合的目的。用這種電路可做成霍爾繼電器、過載保護器、通信線路的保護開關等等。 這種電磁耦合器既可做成開關式，也可做成模擬量輸出式。

18、霍爾隔離放大器 ：霍爾隔離放大器的原理是以霍爾元件為中心，構成一個自平衡弱電流比較儀，用以取代變壓器耦合隔離放大器中的調制、解調系統，使線路簡化。仔細調整電流比較儀的電路，將放大器的頻帶大大展寬，使之可達DC～2MHz，而且保持了磁耦合隔離放大器的增益精度和光耦合隔離放大器的線性度，是一種高精度寬頻帶的隔離放大器。隔離放大器在空間技術、計算機技術、醫療和儀器儀表中有十分重要的應用。

3、霍爾電流傳感器工作原理

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。

霍爾電流傳感器工作原理

1、直放式(開環)電流傳感器(CS系列)

圖1.開環霍爾電流傳感器原理

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。

2、磁平衡式(閉環)電流傳感器(CSM系列)

圖2. 閉環式霍爾電流傳感器_磁平衡式霍爾電流傳感器原理

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。

霍爾電流傳感器測量方法

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。

霍爾電流傳感器應用

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。

4、霍爾傳感器原理

信息的載體，通過它，將許多非電、非磁的物理量，例如速度、加速度、角度、角速度、轉數、轉速以及工作狀態發生變化的時間等，轉變成電學量來進行檢測和控制。

(一)線性型霍爾傳感器主要用于一些物理量的測量。例如：

1.電流傳感器

由于通電螺線管內部存在磁場，其大小與導線中的電流成正比，故可以利用霍爾傳感器測量出磁場，從而確定導線中電流的大小。利用這一原理可以設計制成霍爾電流傳感器。其優點是不與被測電路發生電接觸，不影響被測電路，不消耗被測電源的功率，特別適合于大電流傳感。

霍爾電流傳感器工作原理如圖6所示，標準圓環鐵芯有一個缺口，將霍爾傳感器插入缺口中，圓環上繞有線圈，當電流通過線圈時產生磁場，則霍爾傳感器有信號輸出。

2.位移測量

如圖7所示，兩塊永久磁鐵同極性相對放置，將線性型霍爾傳感器置于中間，其磁感應強度為零，這個點可作為位移的零點，當霍爾傳感器在Z軸上作△Z位移時，傳感器有一個電壓輸出，電壓大小與位移大小成正比。

如果把拉力、壓力等參數變成位移，便可測出拉力及壓力的大小，如圖8所示，是按這一原理制成的力傳感器。

(二)開關型霍爾傳感器主要用于測轉數、轉速、風速、流速、接近開關、關門告知器、報警器、自動控制電路等。

1.測轉速或轉數

如圖9所示，，在非磁性材料的圓盤邊上粘一塊磁鋼，霍爾傳感器放在靠近圓盤邊緣處，圓盤旋轉一周，霍爾傳感器就輸出一個脈沖，從而可測出轉數(計數器)，若接入頻率計，便可測出轉速。

", 'contentText': '霍爾傳感器原理 霍爾傳感器是一種磁傳感器。用它可以檢測磁場及其變化，可在各種與磁場有關的場合中使用。霍爾傳感器以霍爾效應為其工作基礎，是由霍爾元件和它的附屬電路組成的集成傳感器。霍爾傳感器在工業生產、交通運輸和日常生活中有著非常廣泛的應用。 一、霍爾效應霍爾元件 霍爾傳感器 (一)霍爾效應 如圖1所示，在半導體薄片兩端通以控制電流I，并在薄片的垂直方向施加磁感應強度為B的勻強磁場，則在垂直于電流和磁場的方向上，將產生電勢差為UH的霍爾電壓， 它們之間的關系為 。 其中d 為薄片的厚度，k稱為霍爾系數，它的大小與薄片的材料有關。 上述效應稱為霍爾效應，它是德國物理學家霍爾于1879年研究載流導體

5、霍爾傳感器為什么會有磁阻效應？

當導電材料處于磁場中時，導體或半導體的載流子將受到洛倫茲力的作用發生偏轉，在兩端積聚電荷并產生霍爾電場。如果霍爾電場和某一速度載流子的的洛倫茲力作用恰好抵消，那么大于或小于該速度的載流子將發生偏轉，使得沿外加電場方向運動的載流子數量減少，電阻增大，表現出橫向磁阻效應。

霍爾傳感器是根據霍爾效應制作的一種磁場傳感器。霍爾效應是磁電效應的一種。

由霍爾效應的原理知，霍爾電勢的大小取決于：Rh為霍爾常數，它與半導體材質有關；I為霍爾元件的偏置電流；B為磁場強度；d為半導體材料的厚度。

在半導體薄片兩端通以控制電流I，并在薄片的垂直方向施加磁感應強度為B的勻強磁場，則在垂直于電流和磁場的方向上，將產生電勢差為UH的霍爾電壓。

磁場中有一個霍爾半導體片，恒定電流I從A到B通過該片。在洛侖茲力的作用下，I的電子流在通過霍爾半導體時向一側偏移，使該片在CD方向上產生電位差，這就是所謂的霍爾電壓。

霍爾電壓隨磁場強度的變化而變化，磁場越強，電壓越高，磁場越弱，電壓越低，霍爾電壓值很小，通常只有幾個毫伏，但經集成電路中的放大器放大，就能使該電壓放大到足以輸出較強的信號。若使霍爾集成電路起傳感作用，需要用機械的方法來改變磁感應強度。

用一個轉動的葉輪作為控制磁通量的開關，當葉輪葉片處于磁鐵和霍爾集成電路之間的氣隙中時，磁場偏離集成片，霍爾電壓消失。

霍爾集成電路的輸出電壓的變化，就能表示出葉輪驅動軸的某一位置，利用這一工作原理，可將霍爾集成電路片用作用點火正時傳感器。霍爾效應傳感器屬于被動型傳感器，它要有外加電源才能工作，這一特點使它能檢測轉速低的運轉情況。

電流電壓傳感器的最佳精度是在原邊額定值條件下得到的，所以當被測電流高于電流傳感器的額定值時，應選用相應大的傳感器；當被測電壓高于電壓傳感器的額定值時，應重新調整限流電阻。當被測電流低于額定值1/2以下時，為了得到最佳精度，可以使用多繞圈數的辦法。

6、霍爾傳感器工作原理

霍爾效應在1879年被E.H.

霍爾發現，它定義了磁場和感應電壓之間的關系，這種效應和傳統的感應效果完全不同。當電流通過一個位于磁場中的導體的時候，磁場會對導體中的電子產生一個垂直于電子運動方向上的的作用力，從而在導體的兩端產生電壓差。

霍爾電流傳感器是利用霍爾效應將一次大電流變換為二次微小電壓信號的傳感器。實際設計的霍爾傳感器往往通過運算放大器等電路，將微弱的電壓信號放大為標準電壓或電流信號。

上述原理制作而成的霍爾電流傳感器，被稱為【開環式霍爾電流傳感器】。

后人為了提高傳感器性能，又稍作了改造，就是利用一個補償繞組產生磁場，通過閉環控制，使其與被測電流產生的磁場大小相等，方向相反，達到互相抵消的效果，此時，補償繞組中的電流正比與被測電流的大小，這種傳感器，被稱為【閉環式或磁平衡式霍爾電流傳感器】。

7、霍爾效應傳感器工作電流多大？

SS95A型集成霍爾傳感器，工作電流即芯片的功耗，這個是芯片本身決定的。要增加工作電流，就需要增加供電電壓，但這種線性霍爾傳感器一般都是在5V應用的，沒必要增加電壓。如果電壓有波動的情況下，如果該傳感器工作電流增大些，對其靈敏度肯定是有一定影響的。

霍爾傳感器分類是線型霍爾傳感器，是根據霍爾效應制作的一種磁場傳感器。其用途是力測量；子類為霍爾電流傳感器、霍爾電壓傳感器。工作原理是霍爾效應。霍爾效應是磁電效應的一種,這一現象是霍爾（A.H.Hall，1855—1938）于1879年在研究金屬的導電機構時發現的。后來發現半導體、導電流體等也有這種效應,而半導體的霍爾效應比金屬強得多,利用這現象制成的各種霍爾元件,廣泛地應用于工業自動化技術、檢測技術及信息處理等方面。霍爾效應是研究半導體材料性能的基本方法。通過霍爾效應實驗測定的霍爾系數,能夠判斷半導體材料的導電類型、載流子濃度及載流子遷移率等重要參數。

霍爾效應傳感器包括：1-霍爾半導體元件 2-永久磁鐵 3-擋隔磁力線的葉片。

霍爾傳感器工作原理磁場中有一個霍爾半導體片，恒定電流I從A到B通過該片。在洛侖茲力的作用下，I的電子流在通過霍爾半導體時向一側偏移，使該片在CD方向上產生電位差,這就是所謂的霍爾電壓。

霍爾電壓隨磁場強度的變化而變化，磁場越強，電壓越高；磁場越弱，電壓越低。霍爾電壓值很小，通常只有幾個毫伏，但經集成電路中的放大器放大，就能使該電壓放大到足以輸出較強的信號。若使霍爾集成電路起傳感作用，需要用機械的方法來改變磁場強度。

方法是可以用一個轉動的葉輪作為控制磁通量的開關，當葉輪葉片處于磁鐵和霍爾集成電路之間的氣隙中時，磁場偏離集成片，霍爾電壓消失。這樣，霍爾集成電路的輸出電壓的變化，就能表示出葉輪驅動軸的某一位置，利用這一工作原理，可將霍爾集成電路片作用于點火正時傳感器。霍爾效應傳感器屬于被動型傳感器，有外加電源才能工作，這一特點使其能檢測轉速低的運轉情況。