霍爾電流傳感器基于磁平衡式霍爾原理，根據(jù)霍爾效應(yīng)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(chǎng)強(qiáng)度為B的磁場(chǎng)，那么在垂直于電流和磁場(chǎng)方向（即霍爾輸出端之間），將產(chǎn)生一個(gè)電勢(shì)VH，稱其為霍爾電勢(shì)，其大小正比于控制電流I，與磁場(chǎng)強(qiáng)度B的乘積，即有式中：K為霍爾系數(shù)，由霍爾元件的材料決定，I，為控制電流，B為磁場(chǎng)強(qiáng)度，VH為霍爾電勢(shì)。
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。
霍爾電流傳感器是按照霍爾效應(yīng)原理制成，對(duì)安培定律加以應(yīng)用，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(lái)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。
磁平衡式電流傳感器也稱補(bǔ)償式傳感器，即原邊電流Ip在聚磁環(huán)處所產(chǎn)生的磁場(chǎng)通過一個(gè)次級(jí)線圈電流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)進(jìn)行補(bǔ)償，其補(bǔ)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(cè)零磁通的工作狀態(tài)。
開環(huán)的霍爾電流傳感器采用的是霍爾直放式原理，閉環(huán)的霍爾電流傳感器采用的是磁平衡原理，所以閉環(huán)的在響應(yīng)時(shí)間跟精度上要比開環(huán)的好很多，開環(huán)和閉環(huán)都可以監(jiān)測(cè)交流電，一般開環(huán)的適用于大電流監(jiān)測(cè)，閉環(huán)適用于小電流監(jiān)測(cè)。
采用霍爾檢測(cè)技術(shù)，可以克服互感器這些缺點(diǎn)，能測(cè)量從直流到上百千赫茲的各種形狀的交流信號(hào)，并且達(dá)到原副邊不失真?zhèn)鬟f，同時(shí)又能實(shí)現(xiàn)主電路回路和電子控制電路的隔離，霍爾傳感器的輸出可直接與單片機(jī)接口。
因此霍爾傳感器已廣泛應(yīng)用于微機(jī)測(cè)控系統(tǒng)及智能儀表中，是替代互感器的新一代產(chǎn)品，在此提出了利用霍爾傳感器對(duì)電參量特別是對(duì)高電壓，大電流的參數(shù)的測(cè)量。
由霍爾電壓公式可知：對(duì)于一個(gè)成型的霍爾，乘積靈敏度kh是一恒定值，則uh∝icb，只要通過測(cè)量電路測(cè)出uh的大小，在b和ic兩個(gè)參數(shù)中，已知一個(gè)，就可求出另一個(gè)，因而任何可轉(zhuǎn)換成b或j的未知量均可利用霍爾元件來(lái)測(cè)量，任何轉(zhuǎn)換成b和i乘積的未知量亦可進(jìn)行測(cè)量，電參量的測(cè)量就是根據(jù)這一原理實(shí)現(xiàn)的。 |
