發布日期：2022-10-09 點擊率：216
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霍爾傳感器
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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，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。
中文名
霍爾傳感器
外文名
Hall sensor
分 類
線型霍爾傳感器
工作原理
霍爾效應
用 途
力測量
子 類
霍爾電流傳感器
目錄
1
原理
2
工作原理
3
霍爾效應
4
元件
5
分類
?
開關型
?
鎖鍵型
?
線性型
6
優點
7
用途
?
位移測量
?
力測量
?
角速度測量
?
線速度測量
8
注意事項
9
應用
霍爾傳感器原理
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語音
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。對于一個給定的霍爾器件，當偏置電流 I 固定時，UH將完全取決于被測的磁場強度B。
霍爾效應
一個霍爾元件一般有四個引出端子，其中兩根是霍爾元件的偏置電流 I 的輸入端，另兩根是霍爾電壓的輸出端。如果兩輸出端構成外回路，就會產生霍爾電流。一般地說，偏置電流的設定通常由外部的基準電壓源給出；若精度要求高，則基準電壓源均用恒流源取代。為了達到高的靈敏度，有的霍爾元件的傳感面上裝有高導磁系數的鍍膜合金；這類傳感器的霍爾電勢較大，但在0.05T左右出現飽和，僅適用在低量限、小量程下使用。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。
霍爾傳感器工作原理
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語音
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。下圖1所示的方法是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。霍爾效應傳感器
圖1
1-霍爾半導體元件 2-永久磁鐵 3-擋隔磁力線的葉片
霍爾傳感器霍爾效應
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語音
霍爾效應從本質上講是運動的帶電粒子在磁場中受洛侖茲力作用引起的偏轉。當帶電粒子（電子或空穴）被約束在固體材料中，這種偏轉就導致在垂直電流和磁場的方向上產生正負電荷的聚積，從而形成附加的橫向電場。對于圖2所示的半導體試樣，若在X方向通以電流Is，在Z方向加磁場B，則在Y方向即試樣A，A′電極兩側就開始聚積異號電荷而產生相應的附加電場。電場的指向取決定于測試樣品的電類型。顯然，該電場是阻止載流子繼續向側面偏移，
[1]
圖2
當載流子所受的橫向電場力eEH與洛侖茲力相等時，樣品兩側電荷的積累就達到平衡，故有⑴其中EH為霍爾電場，V是載流子在電流方向上的平均漂移速度。設試樣的寬為b，厚度為d，載流子濃度為n，則⑵由⑴、⑵兩式可得⑶即霍爾電壓VH（A、A′電極之間的電壓）與ISB乘積正比與試樣厚度d成反比。比例系數 稱為霍爾系數，它是反映材料霍爾效應強弱的重要參數，只要測出 VH（伏）以及知道IIs（安）、B（高斯）和d（厘 米）可按下式計算RH（厘米3/庫侖）
霍爾傳感器元件
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語音
霍爾傳感器
根據霍爾效應，人們用半導體材料制成的元件叫霍爾元件。它具有對磁場敏感、結構簡單、體積小、頻率響應寬、輸出電壓變化大和使用壽命長等優點，因此，在測量、自動化、計算機和信息技術等領域得到廣泛的應用。
霍爾傳感器分類
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語音
霍爾傳感器分為線型霍爾傳感器和開關型霍爾傳感器兩種。（一）開關型霍爾傳感器由穩壓器、霍爾元件、差分放大器，斯密特觸發器和輸出級組成，它輸出數字量。開關型霍爾傳感器還有一種特殊的形式，稱為鎖鍵型霍爾傳感器。（二）線性型霍爾傳感器由霍爾元件、線性放大器和射極跟隨器組成，它輸出模擬量。線性霍爾傳感器又可分為開環式和閉環式。閉環式霍爾傳感器又稱零磁通霍爾傳感器。線性霍爾傳感器主要用于交直流電流和電壓測量。
霍爾傳感器開關型
如圖4所示，其中Bnp為工作點“開”的磁感應強度，BRP為釋放點“關”的磁感應強度。當外加的磁感應強度超過動作點Bnp時，傳感器輸出低電平，當磁感應強度降到動作點Bnp以下時，傳感器輸出電平不變，一直要降到釋放點BRP時，傳感器才由低電平躍變為高電平。Bnp與BRP之間的滯后使開關動作更為可靠。
霍爾傳感器鎖鍵型
如圖5所示，當磁感應強度超過動作點Bnp時，傳感器輸出由高電平躍變為低電平，而在外磁場撤消后，其輸出狀態保持不變（即鎖存狀態），必須施加反向磁感應強度達到BRP時，才能使電平產生變化。
霍爾傳感器線性型
輸出電壓與外加磁場強度呈線性關系，如圖3所示，可見，在B1～B2的磁感應強度范圍內有較好的線性度，磁感應強度超出此范圍時則呈現飽和狀態。
開環式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。閉環式電流傳感器磁平衡式電流傳感器也叫霍爾閉環電流傳感器，也稱補償式傳感器，即主回路被測電流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， 從而使霍爾器件處于檢測零磁通的工作狀態。
磁平衡式電流傳感器的具體工作過程為：當主回路有一電流通過時，在導線上產生的磁場被聚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相應的功率管并使其導通，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，這時的霍爾器件起指示零磁通的作用 ，此時可以通過Is來平衡。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。
霍爾傳感器優點
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語音
xrdt霍爾傳感器
1、 霍爾傳感器可以測量任意波形的電流和電壓，如：直流、交流、脈沖波形等，甚至對瞬態峰值的測量。副邊電流忠實地反應原邊電流的波形。而普通互感器則是無法與其比擬的，它一般只適用于測量50Hz正弦波；2、 原邊電路與副邊電路之間有良好的電氣隔離，隔離電壓可達9600Vrms；3、精度高：在工作溫度區內精度優于1%，該精度適合于任何波形的測量；4、線性度好：優于0.1%；5、寬帶寬：高帶寬的電流傳感器上升時間可小于1μs；但是，電壓傳感器帶寬較窄，一般在15kHz以內，6400Vrms的高壓電壓傳感器上升時間約500uS，帶寬約700Hz。6、測量范圍：霍爾傳感器為系列產品，電流測量可達50KA，電壓測量可達6400V。霍爾電流傳感器使用時，需遵循以下注意事項：1、為了得到較好的動態特性和靈敏度，必須注意原邊線圈和副邊線圈的耦合，要耦合得好，最好用單根導線且導線完全填滿霍爾傳感器模塊孔徑。2、使用中當大的直流電流流過傳感器原邊線圈，且次級電路沒有接通電源|穩壓器或副邊開路，則其磁路被磁化，而產生剩磁，影響測量精度（故使用時要先接通電源和測量端M），發生這種情況時，要先進行退磁處理。其方法是次邊電路不加電源，而在原邊線圈中通一同樣等級大小的交流電流并逐漸減小其值。3、霍爾傳感器都具有較強的抗外磁場干擾能力，但是，為了獲得較高的測量準確度，當有較強的磁場干擾時，要采取適當的措施來解決。通常方法有：調整模塊方向，使外磁場對模塊的影響最小；在模塊上加罩一個抗磁場的金屬屏蔽罩。4、測量的最佳精度是在額定值下得到的，當被測電流遠低于額定值時，要獲得最佳精度，原邊可使用多匝，但是，需要注意導線的空間位置（參照第一條）。
霍爾傳感器用途
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霍爾器件具有許多優點，它們的結構牢固，體積小，重量輕，壽命長，安裝方便，功耗小，頻率高（可達1MHZ），耐震動，不怕灰塵、油污、水汽及鹽霧等的污染或腐蝕。霍爾線性器件的精度高、線性度好；霍爾開關器件無觸點、無磨損、輸出波形清晰、無抖動、無回跳、位置重復精度高（可達μm級）。取用了各種補償和保護措施的霍爾器件的工作溫度范圍寬，可達－55℃～150℃。按被檢測的對象的性質可將它們的應用分為：直接應用和間接應用。前者是直接檢測出受檢測對象本身的磁場或磁特性，后者是檢測受檢對象上人為設置的磁場，用這個磁場來作被檢測的信息的載體，通過它，將許多非電、非磁的物理量例如力、力矩、壓力、應力、位置、位移、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，轉變成電量來進行檢測和控制。
霍爾傳感器位移測量
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。
霍爾傳感器力測量
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，按這一原理可制成的力傳感器。
霍爾傳感器角速度測量
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。
霍爾傳感器線速度測量
如果把開關型霍爾傳感器按預定位置有規律地布置在軌道上，當裝在運動車輛上的永磁體經過它時，可以從測量電路上測得脈沖信號。根據脈沖信號的分布可以測出車輛的運動速度。
霍爾傳感器注意事項
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霍爾傳感器
（1）電流傳感器必須根據被測電流的額定有效值適當選用不同的規格的產品。被測電流長時間超額，會損壞末極功放管（指磁補償式），一般情況下，2倍的過載電流持續時間不得超過1分鐘。（2）電壓傳感器必須按產品說明在原邊串入一個限流電阻R1，以使原邊得到額定電流，在一般情況下，2倍的過壓持續時間不得超過1分鐘。（3）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。（4）絕緣耐壓為3KV的傳感器可以長期正常工作在1KV及以下交流系統和1.5KV及以下直流系統中，6KV的傳感器可以長期正常工作在2KV及以下交流系統和2.5KV及以下直流系統中，注意不要超壓使用。（5）在要求得到良好動態特性的裝置上使用時，最好用單根銅鋁母排并與孔徑吻合，以大代小或多繞圈數，均會影響動態特性。
霍爾傳感器
（6）在大電流直流系統中使用時，因某種原因造成工作電源開路或故障，則鐵心產生較大剩磁，是值得注意的。剩磁影響精度。退磁的方法是不加工作電源，在原邊通一交流并逐漸減小其值。（7）傳感器抗外磁場能力為：距離傳感器5～10cm一個超過傳感器原邊電流值2倍的電流，所產生的磁場干擾可以抵抗。三相大電流布線時，相間距離應大于5～10cm。（8）為了使傳感器工作在最佳測量狀態，應使用圖1－10介紹的簡易典型穩壓電源。（9）傳感器的磁飽和點和電路飽和點，使其有很強的過載能力，但過載能力是有時間限制的，試驗過載能力時，2倍以上的過載電流不得超過1分鐘。
變頻功率傳感器(4張)
（10）原邊電流母線溫度不得超過85℃，這是ABS工程塑料的特性決定的，用戶有特殊要求，可選高溫塑料做外殼。霍爾電壓傳感器和霍爾電流傳感器主要適用于工業控制領域的電壓和電流測量。由于傳感器一般不提供角差指標，對于需要準確測量交流電功率的場合，應對其角差指標進行驗證，這一點需特別注意。工頻電量測量可用互感器替代，變頻電量測量可用電壓、電流組合式的變頻功率傳感器替代。
霍爾傳感器應用
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霍爾傳感器技術應用于汽車工業霍爾傳感器技術在汽車工業中有著廣泛的應用，包括動力、車身控制、牽引力控制以及防抱死制動系統。為了滿足不同系統的需要，霍爾傳感器有開關式、模擬式和數字式傳感器三種形式。霍爾傳感器可以采用金屬和半導體等制成，效應質量的改變取決于導體的材料，材料會直接影響流過傳感器的正離子和電子。制造霍爾元件時，汽車工業通常使用三種半導體材料，即砷化鎵、銻化銦以及砷化銦。最常用的半導體材料當屬砷化銦。霍爾傳感器的形式決定了放大電路的不同，其輸出要適應所控制的裝置。這個輸出可能是模擬式，如加速位置傳感器或節氣門位置傳感器，也可能是數字式。如曲軸或凸輪軸位置傳感器。當霍爾元件用于模擬式傳感器時，這個傳感器可以用于空調系統中的溫度表或動力控制系統中的節氣門位置傳感器。霍爾元件與微分放大器連接，放大器與NPN晶體管連接。磁鐵固定在旋轉軸上，軸在旋轉時，霍爾元件上的磁場加強。其產生的霍爾電壓與磁場強度成比例。當霍爾元件用于數字信號時，例如曲軸位置傳感器、凸輪軸位置傳感器或車速傳感器，必須首先改變電路。霍爾元件與微分放大器連接，微分放大器與施密特觸發器連接。在這種配置中。傳感器輸出一個開或關的信號。在多數汽車電路中，霍爾傳感器是電流吸收器或者使信號電路接地。要完成這項工作，需要一個NPN晶體管與施密特觸發器的輸出連接。磁場穿過霍爾元件，一個觸發器輪上的葉片在磁場和霍爾元件之間通過。霍爾傳感器應用于出租車計價器霍爾傳感器在出租車計價器上的應用：通過安裝在車輪上的霍爾傳感器A44E檢測到的信號，送到單片機，經處理計算，送給顯示單元，這樣便完成了里程計算。檢測原理，P3.2口作為信號的輸入端，內部采用外部中斷0，車輪每轉一圈（設車輪的周長是1 m），霍爾開關就檢測并輸出信號，引起單片機的中斷，對脈沖計數，當計數達到1 000次時，也就是1 km，單片機就控制將金額自動增加。每當霍爾傳感器輸出一個低電平信號就使單片機中斷一次，當里程計數器對里程脈沖計滿1 000次時，就有程序將當前總額累加，使微機進入里程計數中斷服務程序中。在該程序中，需要完成當前行駛里程數和總額的累加操作，并將結果存入里程和總額寄存器中。霍爾電流傳感器在變頻器中的應用在有電流流過的導線周圍會感生出磁場，再用霍爾器件檢測由電流感生的磁場,即可測出產生這個磁場的電流的量值。由此就可以構成霍爾電流、電壓傳感器。因為霍爾器件的輸出電壓與加在它上面的磁感應強度以及流過其中的工作電流的乘積成比例，是一個具有乘法器功能的器件，并且可與各種邏輯電路直接接口，還可以直接驅動各種性質的負載。因為霍爾器件的應用原理簡單，信號處理方便，器件本身又具有一系列的獨特優點，所以在變頻器中也發揮了非常重要的作用。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短于1μs，因此，出現過載短路時，在晶體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。霍爾電流傳感器按其工作模式可分為直接測量式和零磁通式，在變頻器中由于需要精準的控制及計算，因此選用了零磁通方式。將霍爾器件的輸出電壓進行放大，再經電流放大后，讓這個電流通過補償線圈，并令補償線圈產生的磁場和被測電流產生的磁場方向相反，若滿足條件IoN1=IsN2，則磁芯中的磁通為0，這時下式成立：Io=Is(N2/N1)式中，Io為被測電流，即磁芯中初級繞組中的電流，N1為初級繞組的匝數，Is為補償繞組中的電流，N2為補償繞組的匝數。由上式可知，達到磁平衡時，即可由Is及匝數比N2/N1得到Io。霍爾電流傳感器的特點是可以實現電流的“無電位”檢測。即測量電路不必接入被測電路即可實現電流檢測，它們靠磁場進行耦合。因此，檢測電路的輸入、輸出電路是完全電隔離的。檢測過程中，檢測電路與被檢電路互不影響。
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我是羅羅，專注寫成長和科普干貨，歡迎關注
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2020-11-242
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2020-09-070
Acrelwangyang
Acrel Sales Engineer
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2020-04-290
參考資料
1.
霍爾效應
．北京航空航天大學．2013-03[引用日期2013-07-18]
原標題：霍爾傳感器測量參數
由霍爾霍爾的公式：一個成型的產品電壓傳感器，KH的靈敏度是一個恒定值，只要是通過測量電路測量的大小，B和IC兩個參數，一個已知的，我們可以找到另一個，所以任何未知量可以轉化B或J利用霍爾元件測量任何轉換到B和我對未知數量的產品還可以測量。電氣參數的測量是基于這一原則的原則。
如果電流是恒定的，磁感應強度B與被測電流的測量電流的比例可以如果霍爾電流傳感器，B磁感應強度是恒定的，與被測電壓成正比的IC，可制成電壓傳感器與測量電壓可以用霍爾交流電壓和電流傳感器和電功率因數功率和交流電的頻率測量。
由呃=KICB可以知道：如果集成電路的DC，為B的交換電流IO的磁場，關于交換;如果IO也是直流，輸出直流。當集成電路為交換，也為DC輸出和集成電路的頻率的交換和它的振幅和所測得的直流電流大小成正比，改變測得的電流的方向，輸出電壓的極性將改變。因此，霍爾傳感器的使用，可直接測量流量，也可以在交流測量返回搜狐，查看更多
責任編輯：
樓主你好，樓上說的比較明確，輸入量程就是你測量的最大電流范圍，以 JCC23I 電流傳感器為例，比如你的實際電流是80A，你可以選擇100A作為你的量程范圍，一般都會選擇比實際電流稍微大一點的；
測量電流范圍實際上就是你要測量的范圍，一般過載范圍是1.2倍--2倍過載，不過霍爾電流傳感器分閉環霍爾電流傳感器和開環電流傳感器兩種，在過載能力上是有區別的，閉環霍爾電流傳感器的過載不要超過1.2倍，短時間可以，長時間是不行的，肯定會壞；開環霍爾電流傳感器，以 JKC1I 電流傳感器為例，2倍肯定是沒問題的，正常測量時，電流都是線性的，不過超過這個量程之后就會有一個輸出限制，比如滿量程應該輸出4V，超過最大量程了，可能就輸出4.5V，輸出就不會再增加了，具體參數你可以看一下百度文庫中 JKC1I 電流傳感器的文檔
JKC1I電流傳感器
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霍爾電流傳感器
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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感應強度為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。與磁感應強度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為磁感應強度；VH為霍爾電勢。
中文名
霍爾電流傳感器
外文名
Hall Current Sensor
名詞解釋
基本原理 檢測原理 補償原理
工作電源
電流傳感器在使用中的優越性
發 展
提高靈敏度、惡劣條件下的穩定性
測電流
為了測量mA級的小電流
參 數
LF-AI12-32A1-0.5/0~5A
工作環境
-10℃~50℃，20%~90%無凝露
響應時間
≤300mS
精度等級
≤0.5%.F.S
目錄
1
英文解釋
2
基本原理
3
檢測原理
4
補償原理
5
發展
6
測電壓
7
輸出
8
電壓電阻
9
電流計算
10
舉例說明
11
工作電源
12
優越性
13
測量方法
14
特點
15
應用方式
16
注意事項
?
如何選型
?
使用須知
?
注意事項
17
工作過程
霍爾電流傳感器英文解釋
編輯
語音
Hall Current SensorHall current transducer
霍爾電流傳感器基本原理
編輯
語音
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霍爾效應原理制成，對安培定律加以應用，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。
霍爾電流傳感器檢測原理
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由于磁路與霍爾器件的輸出具有良好的線性關系，因此霍爾器件輸出的電壓訊號U0可以間接反映出被測電流I1的大小，即：I1∝B1∝U0我們把U0定標為當被測電流I1為額定值時，U0等于50mV或100mV。這就制成霍爾直接檢測（無放大）電流傳感器。
霍爾電流傳感器補償原理
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原邊主回路有一被測電流I1，將產生磁通Φ1，被副邊補償線圈通過的電流I2所產生的磁通Φ2進行補償后保持磁平衡狀態，霍爾器件則始終處于檢測零磁通的作用。所以稱為霍爾磁補償電流傳感器。這種先進的原理模式優于直檢原理模式，突出的優點是響應時間快和測量精度高，特別適用于弱小電流的檢測。知道：Φ1=Φ2I1N1=I2N2I2=NI/N2·I1當補償電流I2流過測量電阻RM時，在RM兩端轉換成電壓。做為傳感器測量電壓U0即：U0=I2RM按照霍爾磁補償原理制成了額定輸入從～系列規格的電流傳感器。由于磁補償式電流傳感器必須在磁環上繞成千上萬匝的補償線圈，因而成本增加；其次，工作電流消耗也相應增加；但它卻具有直檢式不可比擬的較高精度和快速響應等優點。
霍爾電流傳感器發展
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霍爾電流傳感器要想得到發展。首先就要提高靈敏度、惡劣條件下的穩定性、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，同一種敏感機理的敏感器，引用和融合了電子技術其他分支的相關成熟技術，可形成新功能或復合功能的新型品種；最后要便于組網，傳感器捕獲的信息便于與其上層、下層機接口和有線或無線傳輸，以利執行、保存、處理。
[1]
霍爾電流傳感器測電壓
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為了測量mA級的小電流，根據Φ1=I1N1，增加N1的匝數，同樣可以獲得高磁通Φ1。采用這種方法制成的小電流傳感器不但可以測mA級電流，而且可以測電壓。與電流傳感器所不同的是在測量電壓時，電壓傳感器的原邊多匝繞組通過串聯一個限流電阻R1，然后并聯連接在被測電壓U1上，得到與被測電壓U1成比例的電流I1。副邊原理同電流傳感器一樣。當補償電流I2流過測量電阻RM時，在RM兩端轉換成電壓作為傳感器的測量電壓U0，即 U0=I2RM
霍爾電流傳感器輸出
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直接檢測式（無放大）電流傳感器為高阻抗輸出電壓，在應用中，負載阻抗要大于10KΩ，通常都是將其±50mV或±100mV懸浮輸出電壓用差動輸入比例放大器放大到±4V或±5V。 （a） 圖可滿足一般精度要求；（b）圖性能較好，適用于精度要求高的場合。直檢放大式電流傳感器為高阻抗輸出電壓。在應用中，負載阻抗要大于2KΩ。磁補償式電流、電壓磁補償式電流、電壓傳感器均為電流輸出型。“M”端對電源“O”端為電流I2的通路。因此，傳感器從“M”端輸出的信號為電流信號。電流信號可以在一定范圍遠傳，并能保證精度，使用中，測量電阻RM只需設計在二次儀表輸入或終端控制板接口上。為了保證高精度測量要注意：①測量電阻的精度選擇，一般選金屬膜電阻，精度≤±0.5%，詳見表1－1，②二次儀表或終端控制板電路輸入阻抗應大于測量電阻100倍以上。
霍爾電流傳感器電壓電阻
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從前面公式知道U0=I2RMRM=U0/I2式中：U0－測量電壓，又叫取樣電壓（V）。I2－副邊線圈補償電流（A）。RM－測量電阻（Ω）。計算時I2可以從磁補償式電流傳感器技術參數表中查出與被測電流（額定有效值）I1相對應的輸出電流（額定有效值）I2。假如要將I2變換成U0=5V，RM選擇詳見表1－1。
霍爾電流傳感器電流計算
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輸出電流I2的回路是：V+→末級功放管集射極→N2→RM→0，回路等效電阻。（V-～0的回路相同，電流相反）當輸出電流I2最大值時，電流值不再跟著I1的增加而增加，我們稱為傳感器的飽和點。按下式計算I2max=V+-VCES/RN2+RM式中：V+－正電源（V）。VCES－功率管集射飽和電壓，（V）一般為0.5V。RN2－副邊線圈直流內阻（Ω），詳見表，1－2。RM－測量電阻（Ω）。從計算可知改變測量電阻RM，飽和點隨之也改變。當被測電阻RM確定后，也就有了確定的飽和點。根據下式計算出最大被測電流I1max：I1max=I1/I2·I2max在測量交流或脈沖時，當RM確定后，要計算出最大被測電流I1MAX，如果I1max值低于交流電流峰值或低于脈沖幅值，將會造成輸出波形削波或限幅現象，此種情況可將RM選小一些來解決。
霍爾電流傳感器舉例說明
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電壓傳感器原邊與副邊抗電強度≥4000VRMS（50Hz.1min），用以測量直流、交流、脈沖電壓。在測量電壓時，根據電壓額定值，在原邊+HT端串一限流電阻，即被測電壓通過電阻得到原邊電流U1/R1=I1、R1=U1/10mA（KΩ），電阻的功率要大于計算值2～4倍，電阻的精度≤±0.5%。R1精密線繞功率電阻，可由廠方代訂。電流傳感器的接線方法（1） 直檢式（無放大）電流傳感器接線圖。（a） 圖是P型（印板插腳式）接發，（b）圖是C型（插座插頭式）接法，VN.、VN表示霍爾輸出電壓。（2） 直檢放大式電流傳感器接線圖。（a） 圖是P型接法，（b）圖是C型接法，圖中U0表示輸出電壓，RL表示負載電阻。（3） 磁補償式電流傳感器接線圖。（a） 圖是P型接法，（b）圖是C型接法（注意四針插座第三針是空腳）以上三種傳感器的印板插腳式接法同實物的排列方法是一致的，插座插頭接法同實物的排列方法也是一致的，以免接線錯誤。在以上接線圖上，主回路被測電流I1在穿孔中有一箭頭示出了電流正方向，實物外殼上也標明了電流正方向，這是電流傳感器規定了被測電流I1的電流正方向與輸出電流I2是同極性的。這在三相交流或多路直流檢測量中是致關重要的。
霍爾電流傳感器工作電源
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電流傳感器是一種有源模塊，如霍爾器件、運放、末級功率管，都需要工作電源，并且還有功耗，實用的典型工作電源原理圖。（1） 輸出地端集中接大電解上以利降噪。（2） 電容位uF，二極管為1N4004。（3） 變壓器根據傳感器功耗而定。（4） 傳感器的工作電流。直檢式（無放大）耗電：最大5mA；直檢放大式耗電：最大±20mA；磁補償式耗電：20+輸出電流；最大消耗工作電流20+輸出電流的2倍。根據消耗工作電流可以計算出功耗。
霍爾電流傳感器優越性
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（1）非接觸檢測。在進口設備的再改造中，以及老舊設備的技術改造中，顯示出非接觸測量的優越性；原有設備的電氣接線不用絲毫改動就可以測得電流的數值。（2）使用分流器的弊端是不能電隔離，且還有插入損耗，電流越大，損耗越大，體積也越大，人們還發現分流器在檢測高頻大電流時帶有不可避免的電感性，不能真實傳遞被測電流波形，更不能真實傳遞非正弦波型。電流傳感器完全消除了分流器以上的種種弊端，且精度和輸出電壓值可以和分流器做的一樣，如精度0.5、1.0級，輸出電壓50、75mV和100mV均可。（3）使用非常方便，取一只LT100－C型電流傳感器，在M端與電源零端串入一只100mA的模擬表頭或數字萬用表，接上工作電源，將傳感器套在電線回路上，即可準確顯示主回路0～100A電流值。（4）傳統的電流電壓互感器，雖然工作電流電壓等級多，在規定的正弦工作頻率下有較高的精度，但它能適合的頻帶非常窄，且不能傳遞直流。此外，工作時存在激磁電流，所以這是電感性器件，使它在響應時間上只能做到數十毫秒。眾所周知的電流互感器二次側一旦開路將產生高壓危害。在使用微機檢測中需信號的多路采集，人們正尋求能隔離又能采集信號的方法。電流電壓傳感器繼承了互感器原副邊可靠絕緣的優點，又解決了傳遞變送器價昂體積大還要配用互感器的缺陷，給微機檢測等自動化管理系統提供了模數轉換的機會。在使用中，傳感器輸出信號既可直接輸入到高阻抗模擬表頭或數字面板表，也可經二次處理，模擬信號送給自動化裝置，數字信號送給計算機接口。在3KV以上的高壓系統，電流、電壓傳感器都能與傳統的高壓互感器配合，替代傳統的電量變送器，為模數轉換提供方便。（5）傳統的檢測元件受規定頻率、規定波形，響應滯后等很多因素的限制，不能適應大功率變流技術的發展，應運而產生的新一代霍爾電流電壓傳感器，以及電流電壓傳感器與真有效枝AC/DC轉換器組合成為一體化的變送器，已成為人們熟知最佳檢測模塊。另外，電子電力裝置向高頻化、模塊化、組件化、智能化發展，使裝置設計者得心應手，這將是電子電力技術史上劃時代的根本性變革。1. 測量范圍廣：它可以測量任意波形的電流和電壓，如直流、交流、脈沖、三角波形等，甚至對瞬態峰值電流、電壓信號也能忠實地進行反映;2. 響應速度快：最快者響應時間只為1us。3. 測量精度高：其測量精度優于1%，該精度適合于對任何波形的測量。普通互感器是感性元件，接入后影響被測信號波形，其一般精度為3%~5%，且只適合于50Hz 正弦波形。4. 線性度好：優于0.2%5. 動態性能好：響應時間快，可小于1us;普通互感器的響應時間為10~20ms。6. 工作頻帶寬：在0~100KHz 頻率范圍內的信號均可以測量。7. 可靠性高，平均無故障工作時間長：平均無故障時間>5 10 小時8. 過載能力強、測量范圍大：0---幾十安培~上萬安培9. 體積小、重量輕、易于安裝。由于霍爾電流電壓傳感器以上的優點，故而可廣泛應用與變頻調速裝置、逆變裝置、UPS 電源、逆變焊機、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電流電壓的各個領域中。
大口徑,開口型電流傳感器，交直兩用
性能指標：* 執行標準：IEC688：1992，QB* 輸入范圍：0~800A內可選 如0~100 A，0~500A等* 精度等級：≤1.0%.F.S* 線 性 度：優于0.2%*響應時間：≤1Us
霍爾電流傳感器
* 頻率特性：0~100KHz* 失調電壓：≤20mV* 溫度特性：≤150PPM/℃(0~50℃)* 整機功耗：≤30 mA+Ig* 隔離耐壓：輸入/輸出/外殼間 AC2.0KV/min*1mA* 過載能力：2倍電流連續，30倍1秒* 阻燃特性：UL94-V0* 工作環境：-10℃~50℃，20%~90%無凝露* 貯存環境：-40℃~70℃，20%~95%無凝露
霍爾電流傳感器測量方法
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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)；
[2]
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。
霍爾電流傳感器特點
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霍爾傳感器不論是開環還是閉環原理，基本的性能區別不大，基本的優點在于：響應時間快、低溫漂、精度高、體積小、頻帶寬、抗干擾能力強、過載能力強。
霍爾電流傳感器應用方式
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基本是HIA-C01和HIB-C15兩種閉環原理的霍爾電流傳感器較多，基本應用方式是HIA-C01霍爾電流傳感器檢測前端每一塊電池板的發電情況，輸出信號給信號采集裝置，由信號采集裝置經過采集、信號轉換等步驟，有線傳輸至控制中心，由控制中心統一對各個陣列的發電情況進行監控。
霍爾電流傳感器注意事項
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霍爾電流傳感器如何選型
A.選擇電流傳感器時需要注意穿孔尺寸是否能夠保證電線可以穿過傳感器；B.選擇電流傳感器時需要注意現場的應用環境是否有高溫、低溫、高潮濕、強震等特殊環境；C.選擇電流傳感器時需要注意空間結構是否滿足。
霍爾電流傳感器使用須知
A.接線時注意接線端子的裸露導電部分，盡量防止ESD沖擊，需要有專業施工經驗的工程師才能對該產品進行接線操作。電源、輸入、輸出的各連接導線必須正確連接，不可錯位或反接，否則可能導致產品損壞。B.產品安裝使用環境應無導電塵埃及腐蝕性。C.劇烈震動或高溫也可能導致產品損壞，必須注意使用場合。
霍爾電流傳感器注意事項
（1）電流傳感器必須根據被測電流的額定有效值適當選用不同的規格的產品。被測電流長時間超額，會損壞末極功放管（指磁補償式），一般情況下，2倍的過載電流持續時間不得超過1分鐘。（2）電壓傳感器必須按產品說明在原邊串入一個限流電阻R1，以使原邊得到額定電流，在一般情況下，2倍的過壓持續時間不得超過1分鐘。（3）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。（4）絕緣耐壓為3KV的傳感器可以長期正常工作在1KV及以下交流系統和1.5KV及以下直流系統中，6KV的傳感器可以長期正常工作在2KV及以下交流系統和2.5KV及以下直流系統中，注意不要超壓使用。（5）在要求得到良好動態特性的裝置上使用時，最好用單根銅鋁母排并與孔徑吻合，以大代小或多繞圈數，均會影響動態特性。（6）在大電流直流系統中使用時，因某種原因造成工作電源開路或故障，則鐵心產生較大剩磁，是值得注意的。剩磁影響精度。退磁的方法是不加工作電源，在原邊通一交流并逐漸減小其值。（7）傳感器抗外磁場能力為：距離傳感器5～10cm一個超過傳感器原邊電流值2倍的電流，所產生的磁場干擾可以抵抗。三相大電流布線時，相間距離應大于5～10cm。（8）為了使傳感器工作在最佳測量狀態，應使用介紹的簡易典型穩壓電源。（9）傳感器的磁飽和點和電路飽和點，使其有很強的過載能力，但過載能力是有時間限制的，試驗過載能力時，2倍以上的過載電流不得超過1分鐘。（10）原邊電流母線溫度不得超過85℃，這是ABS工程塑料的特性決定的，用戶有特殊要求，可選高溫塑料做外殼。
霍爾電流傳感器工作過程
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開環的霍爾電流傳感器采用的是霍爾直放式原理，閉環的霍爾電流傳感器采用的是磁平衡原理。所以閉環的在響應時間跟精度上要比開環的好很多。開環和閉環都可以監測交流電，一般開環的適用于大電流監測，閉環適用于小電流監測。開環式霍爾傳感器的工作過程：原邊電流(Ip)通過一根導線時，在導線四周將會產生一個磁場，這一磁場的大小與流過導線的電流成正比，它能通過磁芯聚集感應到霍爾器件上并使其有一信號輸出。這一信號經信號放大器放大后直接輸出，霍爾器件輸出的信號準確反映了原邊電流的輸出情況。優點：封裝尺寸小 ，測量范圍廣 ，重量輕，低電源損耗，無插損閉環霍爾電流傳感器的工作過程：當原邊電流IP產生的磁通通過磁芯集中在磁路中，霍爾器件固定在氣隙中檢測磁通，通過繞在磁芯上的多匝線圈輸出反向的補償電流，用于抵消原邊電流(IP)產生的磁通，使得磁路中磁通始終保持為零。霍爾器件和輔助電路產生的副邊補償電流準確反映了原邊電流的大小。經過特殊電路的處理，傳感器的輸出端能夠輸出精確反映原邊電流的電流變化。
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參考資料
1.
霍爾電流傳感器未來有著更廣泛的應用
．中國移動物聯網[引用日期2013-05-13]
2.
提高測量精度的方法
．儀器儀表世界網[引用日期2013-04-23]
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