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霍尔电流传感器原理测量电流

  霍尔器件是一种采用半导体材料制成的磁电转换器件,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,霍尔电势VH的大小与控制电流IC和磁通密度B的乘积成正比,即:VH=KHICBsinΘ。

  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,电流传感器经过了霍尔电流传感器电-磁-电的绝缘隔离转换。

  当原边电流IP流过一根长导线时,在导线周围将产生一磁场,这一磁场的大小与流过导线的电流成正比,产生的磁场聚集在磁环内,通过磁环气隙中霍尔元件进行测量并放大输出,其输出电压VS精确的反映原边电流IP,一般的额定输出标定为4V。

  磁平衡式电流传感器也称补偿式传感器,即原边电流Ip在聚磁环处所产生的磁场通过一个次级线圈电流所产生的磁场进行补偿,其补偿电流Is精确的反映原边电流Ip,从而使霍尔器件处于检测零磁通的工作状态。

  具体工作过霍尔电流传感器程为:当主回路有一电流通过时,在导线上产生的磁场被磁环聚集并感应到霍尔器件上,所产生的信号输出用于驱动功率管并使其导通,从而获得一个补偿电流Is,这一电流再通过多匝绕组产生磁场,该磁场与被测电流产生的磁场正好相反,因而补偿了原来的磁场,使霍尔器件的输出逐渐减小。

  霍尔电流传感器在测量方式上可以分为两种,开环式霍尔电流传感器和闭环式霍尔电流传感器,这两种类型的传感器在结构上来说闭环式传感器比开环式多了一个线圈,在精度上闭环式要优于开环式。

  霍尔电流传感器电流通过导体产生磁场,霍尔传感器贴近导体检测其磁场强度,通过磁场强度计算电流。

  闭环霍尔电流传感器性能要优于开环霍尔电流传感器,可以测量任意波形的电流,主副线圈间绝对电气隔离,电气测量范围宽,响应时间短,在交直流测量中均可应用。

  根据霍尔电压与磁场强度的正比例关系,设计装置,提供恒定的控制电流,那么霍尔电流的大小就只收到磁场强度一个因素的影响,进而霍尔电压的变化可以反应磁场强度的变化,而磁场是由相应电流产生的,与电流具有明确的联动关系,这就是利用霍尔元件测量电流强度的基本原理。

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