霍尔传感器依据工作原理不同分为开环式霍尔传感器和闭环式霍尔传感器。
1,开环式霍尔传感器工作原理。
开环式霍尔传感器也称:直放式霍尔电流传感器,直检式霍尔电流传感器等,开环式霍尔电流传感器由磁芯,霍尔元件和放大电路构成,磁芯有一开口气隙,霍尔元件放置于气隙出,当原边导体流过电流时,在导体周围产生磁场强度与电流大小成正比的磁场,磁芯将磁力线集聚至气隙处,霍尔元件输出与气隙处磁感应强度成正比的电压信号,放大电路将该信号放大输出,该类传感器通常输出±10V左右的电压信号,也有部分传霍尔电流传感器感器为了增强电磁兼容性,变换为电流信号输出。
2,闭环式霍尔传感器工作原理。
闭环式霍尔传感器也称:零磁通霍尔电流传感器,零磁通互感器,磁平衡式霍尔电流传感器等,闭环式霍尔电流传感器包括磁芯,霍尔元件,放大电路和副边补偿绕组,与开环式霍尔电流传感器相比,闭环式霍尔电流传感器多了副边补偿绕组,正是副边补偿绕组,将闭环式霍尔电流传感器的性能进行了大幅度提升。
放大电路接受霍尔元件的输出,并放大为电流信号提供给副边补偿绕组,霍尔电流传感器副边补偿绕组在磁芯中产生的磁场与原边电流产生的磁场在气隙处大小相等,方向相反,抵消原边磁场,形成负反馈闭环控制电路,若副边电流过小,产生的磁场不足以抵消原边磁场,放大电路将输出更大的电流,反之,放大电路输出电流减小,从而维持气隙处的磁场平衡,若原边电流发生变化,气隙处磁场平衡被破坏,负反馈闭环控制电路同样会调节副边输出电路,使磁场重新达到平衡。
霍尔电流传感器基于磁平衡式霍尔原理,根据霍尔效应原理,从霍尔元件的控制电流端通入电流Ic,并在霍尔元件平面的法线方向上施加磁场强度为B的磁场,那么在垂直于电流和磁场方向(即霍尔输出端之间)霍尔电流传感器,将产生一个电势VH,称其为霍尔电势,其大小正比于控制电流I,与磁场强度B的乘积。
霍尔器件是一种采用半导体材料制成的磁电转换器件,如果在输入端通入控制电流IC,当有一磁场B穿过该器件感磁面,则在输出端出现霍尔电势VH。
霍尔电流传感器是按照霍尔效应原理制成,对安培定律加以应用,即在载流导体周围产生一正比于该电流的磁场,而霍尔器件则用来测量这一磁场,因此,使电流的非接触测量成为可能,通过测量霍尔电势的大小间接测量载流导体电流的大小,因此,电流传感器经过了电-磁-电的绝缘隔离转换。
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