霍爾式傳感器的工作原理：一文讀懂「霍爾傳感器工作原理」
原標(biāo)題：一文讀懂「霍爾傳感器工作原理」
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，霍爾電流傳感器包括開環(huán)式和閉環(huán)式兩種，高精度的霍爾電流傳感器大多屬于閉環(huán)式，閉環(huán)式霍爾電流傳感器基于磁平衡式霍爾原理，即閉環(huán)原理。今天小編就來(lái)為大家介紹一下霍爾電流傳感器工作原理、測(cè)量方法及應(yīng)用。
工作原理
開環(huán)電流傳感器
當(dāng)原邊電流IP流過一根長(zhǎng)導(dǎo)線時(shí)，在導(dǎo)線周圍將產(chǎn)生一磁場(chǎng)，這一磁場(chǎng)的大小與流過導(dǎo)線的電流成正比，產(chǎn)生的磁場(chǎng)聚集在磁環(huán)內(nèi)，通過磁環(huán)氣隙中霍爾元件進(jìn)行測(cè)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(biāo)定為4V。
閉環(huán)電流傳感器
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)。
具體工作過程為：當(dāng)主回路有一電流通過時(shí)，在導(dǎo)線上產(chǎn)生的磁場(chǎng)被磁環(huán)聚集并感應(yīng)到霍爾器件上，所產(chǎn)生的信號(hào)輸出用于驅(qū)動(dòng)功率管并使其導(dǎo)通，從而獲得一個(gè)補(bǔ)償電流Is。
這一電流再通過多匝繞組產(chǎn)生磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)與被測(cè)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)正好相反，因而補(bǔ)償了原來(lái)的磁場(chǎng)，使霍爾器件的輸出逐漸減小。當(dāng)與Ip與匝數(shù)相乘所產(chǎn)生的磁場(chǎng)相等時(shí)，Is不再增加，這時(shí)的霍爾器件起到指示零磁通的作用，此時(shí)可以通過Is來(lái)測(cè)試Ip。當(dāng)Ip變化時(shí)，平衡受到破壞，霍爾器件有信號(hào)輸出，即重復(fù)上述過程重新達(dá)到平衡。
被測(cè)電流的任何變化都會(huì)破壞這一平衡。一旦磁場(chǎng)失去平衡，霍爾器件就有信號(hào)輸出。經(jīng)功率放大后，立即就有相應(yīng)的電流流過次級(jí)繞組以對(duì)失衡的磁場(chǎng)進(jìn)行補(bǔ)償。從磁場(chǎng)失衡到再次平衡，所需的時(shí)間理論上不到1μs，這是一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡的過程。因此，從宏觀上看，次級(jí)的補(bǔ)償電流安匝數(shù)在任何時(shí)間都與初級(jí)被測(cè)電流的安匝數(shù)相等。
測(cè)量方法
1
原邊導(dǎo)線應(yīng)放置于傳感器內(nèi)孔中心，盡可能不要放偏。
2
原邊導(dǎo)線盡可能完全放滿傳感器內(nèi)孔，不要留有空隙。
3
需要測(cè)量的電流應(yīng)接近于傳感器的標(biāo)準(zhǔn)額定值IPN，不要相差太大。如條件所限，手頭僅有一個(gè)額定值很高的傳感器，而欲測(cè)量的電流值又低于額定值很多，為了提高測(cè)量精度，可以把原邊導(dǎo)線多繞幾圈，使之接近額定值。
例如當(dāng)用額定值100A的傳感器去測(cè)量10A的電流時(shí)，為提高精度可將原邊導(dǎo)線在傳感器的內(nèi)孔中心繞十圈(一般情況，NP=1;在內(nèi)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(dāng)欲測(cè)量的電流值為IPN/10的時(shí)，在25℃仍然可以有較高的精度。
實(shí)際應(yīng)用
近年來(lái)，自動(dòng)化系統(tǒng)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(diào)速及脈寬調(diào)制電路，使得電路中不再只是傳統(tǒng)的50周的正弦波，出現(xiàn)了各種不同的波形。對(duì)于這類電路，采用傳統(tǒng)的測(cè)量方法不能反應(yīng)其真實(shí)波形，而且電流、電壓檢出元件也不適應(yīng)中高頻、高di/dt電流波形的傳感和檢測(cè)。
霍爾效應(yīng)傳感器，可以測(cè)量任意波形的電流和電壓。輸出端能真實(shí)地反映輸入端電流或電壓的波形參數(shù)。針對(duì)霍爾效應(yīng)傳感器普遍存在溫度漂移大的缺點(diǎn)，采用補(bǔ)償電路進(jìn)行控制，有效地減少了溫度對(duì)測(cè)量精度的影響，確保測(cè)量準(zhǔn)確;具有精度高、安裝方便、售價(jià)低的特點(diǎn)。
霍爾效應(yīng)傳感器廣泛應(yīng)用于變頻調(diào)速裝置、逆變裝置、ups電源、通信電源、電焊機(jī)、電力機(jī)車、變電站、數(shù)控機(jī)床、電解電鍍、微機(jī)監(jiān)測(cè)、電網(wǎng)監(jiān)測(cè)等需要隔離檢測(cè)電流電壓的設(shè)施中。
通過霍爾電流傳感器工作原理、測(cè)量方法及應(yīng)用的講解，相信大家對(duì)霍爾電流傳感器應(yīng)該有所了解了。霍爾電流傳感器尤其是閉環(huán)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(diǎn)，在工業(yè)測(cè)控領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。返回搜狐，查看更多
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霍爾式傳感器的工作原理：霍爾傳感器的工作原理
兩種霍爾傳感器的工作原理
霍爾電流傳感器是根據(jù)霍爾原理制成的.它有兩種工作方式,即磁平衡式和直式.霍爾 電流傳感器一般由原邊電路、聚磁環(huán)、霍爾器件、(次級(jí)線圈)和放大電路等組成.
1 直放式電流傳感器(開環(huán)式) 眾所周知,當(dāng)電流通過一根長(zhǎng)導(dǎo)線時(shí) ,在導(dǎo)線周圍將產(chǎn)生一磁場(chǎng) ,這一磁場(chǎng)的大小 與流過導(dǎo)線的電流成正比,它可以通過磁芯聚集感應(yīng)到霍爾器件上并使其有一信號(hào)輸 出.這一信號(hào)經(jīng)信號(hào)放大器放大后直接輸出,一般的額定輸出標(biāo)定為 4V.
2 磁平衡式電流傳感器(閉環(huán)式) 磁平衡式電流傳感器也稱補(bǔ)償式傳感器,即主回路被測(cè)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 , 從而使霍爾器件處于檢測(cè) 零磁通的工作狀態(tài)。 磁平衡式電流傳感器的具體工作過程為:當(dāng)主回路有一電流通過時(shí),在導(dǎo)線上產(chǎn)生 的磁場(chǎng)被聚磁環(huán)聚集并感應(yīng)到霍爾器件上, 所產(chǎn)生的信號(hào)輸出用于驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的功率管 并使其導(dǎo)通,從而獲得一個(gè)補(bǔ)償電流 Is. 這一電流再通過多匝繞組產(chǎn)生磁場(chǎng) ,該磁場(chǎng) 與被測(cè)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)正好相反 ,因而補(bǔ)償了原來(lái)的磁場(chǎng) , 使霍爾器件的輸出逐漸減 小.當(dāng)與 IH 與匝數(shù)相乘 與“原邊電流與匝數(shù)相乘”所產(chǎn)生的磁場(chǎng)相等時(shí), IH 不再增 加,這時(shí)的霍爾器件起指示零磁通的作用, 此時(shí)可以通過 IH 來(lái)平衡.被測(cè)電流的任何 變化都會(huì)破壞這一平衡. 一旦磁場(chǎng)失去平衡,霍爾器件就有信號(hào)輸出.經(jīng)功率放大后,立 即就有相應(yīng)的電流 IH 流過次級(jí)繞組以對(duì)失衡的磁場(chǎng)進(jìn)行補(bǔ)償 .從磁場(chǎng)失衡到再次平 衡,所需的時(shí)間理論上不到 1μs,這是一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡的過程。
工作原理主要是霍爾效應(yīng)原理.
一、以零磁通閉環(huán)產(chǎn)品原理為例: 1、當(dāng)原邊導(dǎo)線經(jīng)過電流傳感器時(shí)，原邊電流 IP 會(huì)產(chǎn)生磁力線，原邊磁力線集中在磁芯氣隙周 圍，內(nèi)置在磁芯氣隙中的霍爾電片可產(chǎn)生和原邊磁力線成正比的，大小僅為幾毫伏的感應(yīng)電壓， 通過后續(xù)電子電路可把這個(gè)微小的信號(hào)轉(zhuǎn)變成副邊電流 IS，并存在以下關(guān)系式： IS* NS=IP*NP 其中，IS—副邊電流；IP—原邊電流；NP—原邊線圈匝數(shù)；NS—副邊線圈匝數(shù)；
NP/NS—匝數(shù)比，一般取 NP=1。 電流傳感器的輸出信號(hào)是副邊電流 IS，它與輸入信號(hào)（原邊電流 IP）成正比， IS 一般很小， 只有 10~400mA。如果輸出電流經(jīng)過測(cè)量電阻 RM，則可以得到一個(gè)
霍爾式傳感器的工作原理：霍爾傳感器的工作原理是什么？
霍爾電流傳感器的工作原理
又稱為零磁通式霍爾電流傳感器，零磁通式霍爾電流傳感器由磁芯、霍爾元件、補(bǔ)償繞組、誤差放大電路等構(gòu)成，具有響應(yīng)時(shí)間短、工作頻率高、過載能力強(qiáng)、高隔離度等優(yōu)點(diǎn)，適合測(cè)量各種頻率及各種波形的復(fù)雜電量，被
2021-08-26 14:05:08
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先了解一下霍爾傳感器的工作原理。霍爾傳感器是根據(jù)霍爾效應(yīng)制作的一種磁場(chǎng)傳感器，廣泛地應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)及信息處理等方面。通過霍爾效應(yīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)定的霍爾系數(shù)，能夠判斷半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電類型、載流子濃度及載流子遷移率等重要參數(shù)。
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高級(jí)傳感器LTD專門設(shè)計(jì)和制造高性能霍爾傳感器
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佰譽(yù)達(dá)科技_郭 2021-10-20 18:14:20
磁敏式傳感器的原理及應(yīng)用
本文檔的主要內(nèi)容詳細(xì)介紹的是磁敏式傳感器的原理及應(yīng)用包括了：1.掌握傳感器工作原理及特性，2.掌握測(cè)量誤差及補(bǔ)償（霍爾元件），3.了解傳感器的應(yīng)用
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2021-03-27 11:39:07
微波傳感器是什么？如何工作？資料下載
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發(fā)燒友 2021-03-27 08:47:34
傳感器實(shí)驗(yàn)--霍爾轉(zhuǎn)速傳感器－應(yīng)用
傳感器實(shí)驗(yàn)--霍爾轉(zhuǎn)速傳感器－應(yīng)用
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CHNlyt 2016-12-11 23:03:48
霍爾傳感器（44e）
關(guān)于霍爾傳感器模塊使用的詳細(xì)說(shuō)明，及電路原理圖。
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li 2016-06-08 14:55:42
什么是霍爾傳感器，AH173霍爾傳感器的特點(diǎn)
霍爾傳感器是一種基于霍爾效應(yīng)原理制造的一種傳感器，介紹霍爾傳感之前先來(lái)看一下什么是霍爾效益，這種霍爾效應(yīng)是指把帶有電流的金屬薄片置于垂直于它的磁場(chǎng)中，那么在在金屬薄片的兩側(cè)面之間會(huì)產(chǎn)生一個(gè)電位差，我們把這個(gè)電動(dòng)勢(shì)稱之為霍爾電動(dòng)勢(shì)，產(chǎn)生這種現(xiàn)象時(shí)候就是霍爾效應(yīng)。
2020-11-27 11:52:16
動(dòng)態(tài)扭矩傳感器的工作原理解析
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關(guān)于AH173霍爾傳感器的相關(guān)應(yīng)用介紹
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高壓傳感器工作原理_高壓傳感器作用是什么
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霍爾電流傳感器的工作原理及應(yīng)用解析
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什么是霍爾傳感器_AH173霍爾傳感器應(yīng)用
霍爾傳感器是一種基于霍爾效應(yīng)原理制造的一種傳感器，介紹霍爾傳感之前先來(lái)看一下什么是霍爾效益，這種霍爾效應(yīng)是指把帶有電流的金屬薄片置于垂直于它的磁場(chǎng)中，那么在在金屬薄片的兩側(cè)面之間會(huì)產(chǎn)生一個(gè)電位差
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開環(huán)式及閉環(huán)式霍爾電流傳感器工作原理及區(qū)別
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霍爾電流傳感器的工作原理和測(cè)量方法及應(yīng)用的詳細(xì)資料介紹
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2019-01-27 09:54:14
霍爾傳感器是什么
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霍爾傳感器如何測(cè)轉(zhuǎn)速_霍爾傳感器測(cè)轉(zhuǎn)速原理
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電動(dòng)車霍爾傳感器圖解_電動(dòng)車霍爾壞了啥現(xiàn)象
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2018-01-13 09:03:48
霍爾傳感器的分類、霍爾效應(yīng)與霍爾傳感器的應(yīng)用
霍爾傳感器是一種磁傳感器。用它可以檢測(cè)磁場(chǎng)及其變化，可在各種與磁場(chǎng)有關(guān)的場(chǎng)合中使用。霍爾傳感器以霍爾效應(yīng)為其工作基礎(chǔ)，是由霍爾元件和它的附屬電路組成的集成傳感器。霍爾傳感器是根據(jù)霍爾效應(yīng)制作的一種磁場(chǎng)傳感器。
2017-06-07 10:34:20
霍爾傳感器是什么？霍爾傳感器的工作原理，霍爾傳感器的應(yīng)用范圍
霍爾傳感器是根據(jù)霍爾效應(yīng)制作的一種磁場(chǎng)傳感器。霍爾效應(yīng)是磁電效應(yīng)的一種，這一現(xiàn)象是霍爾（A.H.Hall，1855—1938）于1879年在研究金屬的導(dǎo)電機(jī)構(gòu)時(shí)發(fā)現(xiàn)的。后來(lái)發(fā)現(xiàn)半導(dǎo)體、導(dǎo)電流體等也有
2017-05-05 15:07:34
霍爾傳感器的分類及應(yīng)用
霍爾傳感器是根據(jù)霍爾效應(yīng)制作的一種磁場(chǎng)傳感器，霍爾傳感器分為線性型霍爾傳感器和開關(guān)型霍爾傳感器兩種。本文介紹霍爾傳感器的分類及在各大領(lǐng)域的應(yīng)用。
2017-02-07 15:31:51
霍爾傳感器工作原理及主要特性
霍爾傳感器是根據(jù)霍爾效應(yīng)制作的一種磁場(chǎng)傳感器，廣泛地應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)及信息處理等方面。那么霍爾傳感器的工作原理是什么？這種傳感器都有哪些優(yōu)點(diǎn)？主要參數(shù)有哪些？本文將一一解答。
2017-02-07 15:16:06
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霍爾傳感器是基于霍爾效應(yīng)的一種傳感器。1879年美國(guó)物理學(xué)家霍爾首先在金屬材料中發(fā)現(xiàn)了霍爾效應(yīng)，但是由于金屬材料的霍爾效應(yīng)太弱而沒有得到應(yīng)用。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，開始用半導(dǎo)體材料制作霍爾元件，由于他的霍爾效應(yīng)顯著而得到應(yīng)用和發(fā)展。霍爾傳感器是一種當(dāng)交變磁場(chǎng)經(jīng)過時(shí)產(chǎn)生輸出電壓脈沖的傳感器。脈沖的幅度是由激勵(lì)磁場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)決定的。因此，霍爾傳感器不需要外界電源供電。
中文名
霍爾式傳感器
原 理
基于霍爾效應(yīng)
應(yīng) 用
電子式水表、氣表、電表
發(fā)現(xiàn)者
美國(guó)物理學(xué)家霍爾
目錄
1
應(yīng)用范圍：
2
工作原理：
3
測(cè)量誤差補(bǔ)償：
?
零位誤差極其補(bǔ)償
?
溫度誤差及補(bǔ)償
霍爾式傳感器應(yīng)用范圍：
編輯
語(yǔ)音
1.電子式水表、氣表、電表和遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)2.控制設(shè)備中傳送速度的測(cè)量3.無(wú)刷直流電機(jī)的旋轉(zhuǎn)和速度控制4.在工程中測(cè)量轉(zhuǎn)動(dòng)速度和其他機(jī)械上的自動(dòng)化應(yīng)用5.轉(zhuǎn)速儀、速度表以及其他轉(zhuǎn)子式計(jì)量裝置霍爾傳感器的應(yīng)用非常的廣泛，在測(cè)量領(lǐng)域，可用于測(cè)量磁場(chǎng)、電流、位移、壓力、振動(dòng)、轉(zhuǎn)速等。在通訊領(lǐng)域，可用于放大器、振蕩器、相敏檢波、混頻、分頻已經(jīng)微波功率測(cè)量等。在自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域，可用于無(wú)刷直流電機(jī)、速度傳感、位置傳感、自動(dòng)記數(shù)、接近開關(guān)、霍爾自整角機(jī)構(gòu)成的伺服系統(tǒng)和自動(dòng)電力拖動(dòng)系統(tǒng)等。
霍爾式傳感器工作原理：
編輯
語(yǔ)音
是利用半導(dǎo)體材料的霍爾效應(yīng)進(jìn)行測(cè)量的一種磁敏式傳感器。它可以直接測(cè)量磁場(chǎng)和微位移量，應(yīng)用于電池測(cè)量、壓力、加速度、振動(dòng)等方面的測(cè)量領(lǐng)域。霍爾傳感器已從分立元件發(fā)展到集成電路的階段，正越來(lái)越受人們的重視，應(yīng)用日益廣泛。
霍爾式傳感器測(cè)量誤差補(bǔ)償：
編輯
語(yǔ)音
常見的產(chǎn)生誤差的因素有：半導(dǎo)體本身固有的特性、半導(dǎo)體制造工藝水平、環(huán)境溫度變化、霍爾傳感器的安裝是否合理等，測(cè)量誤差一般表現(xiàn)為零誤差和溫度誤差。
霍爾式傳感器零位誤差極其補(bǔ)償
當(dāng)霍爾元件的激勵(lì)電流I不再為零時(shí)，若所處位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度B為零。則霍爾電勢(shì)仍應(yīng)為零，但實(shí)際中若不為零，則此時(shí)空載的霍爾電勢(shì)稱為零位誤差。它一般由一下兩種電勢(shì)組成。
霍爾式傳感器溫度誤差及補(bǔ)償
由于半導(dǎo)體材料的電阻率、遷移率和載流子濃度都隨溫度而變化，用此材料制成的霍爾元件的性能參數(shù)必然隨溫度而變化，致使霍爾電勢(shì)變化，產(chǎn)生溫度誤差。為了減小溫度誤差，除選用溫度系數(shù)較小的材料如砷化茵外，還可以采取一些恒溫措施。或者采用恒流源或恒壓源配合補(bǔ)償電阻供電，這樣可以減小元件內(nèi)阻隨溫度變化而引起的控制電流變化。
