1、霍尔传感器工作原理

磁场平衡式霍尔电流传感器是由原边电路、聚磁环、霍尔元件、次级线圈、放大器等组成，如图所示。其工作原理是磁场平衡式的，即原边电流所产生的磁场，用通过次级线圈的电流所产生的磁场进行补偿，使霍尔元件始终处于检测零磁通的工作状态。具体工作过程为：

当原边回路有一大电流I

流过时，在导线周围产生一个强的磁场H

，这一磁场被聚磁环聚集，并感应霍尔元件，使其有一个信号输出U

，这一信号经放大器N放大，再输入到功率放大器中，这时相应的功率管导通，从而获得一个补偿电流I

。由于这一电流要通过很多匝绕组，多匝导线所产生的磁场Hs与原边电流所产生的磁场H

方向相反，因而相互抵消，引起磁路中总的磁场变小，使霍尔器件的输出逐渐减小，最后当I

与匝数相乘所产生的磁场H

与I

所产生的磁场H

相等时，达到磁场平衡，I

不再增加，这时霍尔元件就处于零磁通检测状态。上述过程是在非常短的时间内完成的，这一平衡的建立所需时间在1μs之内，且是一个动态平衡过程，即：原边电流Ip的任何变化都会破坏这一磁场平衡，一旦磁场失去平衡，霍尔元件就有信号输出，经放大器放大后，立即有相应的电流流过次级线圈对其进行补偿。因此从宏观上看，次级补偿电流的安匝数在任何时刻都与原边电流的安匝数相等，即：

其中：Np为原边匝数，Ip原边电流；Ns为次级匝数，Is为次级电流。所以，若已知Np、Ns，测得Is，即可得到原边电流Ip的大小。利用同样的原理，可进行电压测量，只需在原边线圈回路中串联一个电阻R1，将原边电流Ip转换成被测电压Up。即：Up=(R1+Rin)Ip=(R1+Rin)NsIs/Np

式中Rin为原边内阻。磁平衡式电流电压传感器测量输出信号为电流形式Is。若要获得电压的输出形式，用户需在M端和电源零点之间串一只电阻Rm，并在其上取电压Um，如图所示，串联电阻的大小由下式限定：

其中：Emin为电源输出最小电压，Ri为传感器次级内阻，Uces为输出功率管的饱和压降。用户可取的最大电压为：Ummax=Rmmax╳Is

2、霍尔电流传感器工作原理？

霍尔电流传感器依据工作原理不同分为开环式霍尔电流传感器和闭环式霍尔电流传感器(传感器的应用)。

1、开环式霍尔电流传感器工作原理

开环式霍尔电流传感器也称：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、闭环式霍尔电流传感器工作原理

闭环式霍尔电流传感器也称：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(传感器技术)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，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。宏观上讲，气隙处将一直维持零磁通，保持磁平衡，这也是零磁通互感器及磁平衡霍尔电流传感器名称的来由。

3、闭环式霍尔电流传感器与开环式霍尔电流传感器的主要区别

A、带宽区别

微观上讲，气隙处的磁场始终在零磁通附近变化，由于磁场变化幅度非常小，变化幅度小，变化的频率可以更快，因此，闭环式霍尔电流传感器具有很快的响应时间。实际的闭环式霍尔电流传感器带宽通常可以达到100kHz以上。而开环式霍尔电流传感器的带宽通常较窄，如：LEM公司的HAZ系列开环式霍尔电流传感器的带宽在3kHz左右。

B、精度区别

开环式霍尔电流传感器副边输出与磁芯气隙处的磁感应强度成正比，而磁芯由高导磁材料制作而成，非线性和磁滞效应是所有高导磁材料的固有特点，因此，开环式霍尔电流传感器一般线性度角差，且原边信号在上升和下降过程中副边输出会有不同。开环式霍尔电流传感器精度通常劣于1%。

闭环式霍尔电流传感器由于工作在零磁通状态，磁芯的非线性及磁滞效应不对输出造成影响，可以获得较好的线性度和较高的精度。闭环式霍尔电流传感器精度一般可达0.2%。

3、霍尔传感器的基本原理

霍尔传感器是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器，霍尔传感器能够判断半导体材料的导电类型、载流子浓度及载流子迁移率等重要参数

4、霍尔电流传感器原理介绍

今天小编来为大家介绍以下霍尔电流传感器的原理，在此之前，一定有大部分人对霍尔电流传感器的工作原理有一定的了解，但是这部分人肯定是只知其一不知其二。小编精心为大家摘取了加上小编自己的理解，为大家整理好了今天这篇文章，希望对大家的理解有所帮助。先给大家说一下霍尔器件的知识，霍尔器件是采用半导体材料做成的磁电转换器件!一起来看看详细介绍吧!

霍尔电流传感器

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)，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。即有式中:K为霍尔系数，由霍尔元件的材料决定;I。为控制电流;B为磁场强度;VH为霍尔电势。

基本原理

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安培定律原理做成，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。

检测原理

由于磁路与霍尔器件的输出具有良好的线性关系，因此霍尔器件输出的电压讯号U0可以间接反映出被测电流I1的大小，即:I1∝B1∝U0

我们把U0定标为当被测电流I1为额定值时，U0等于50mV或100mV。这就制成霍尔直接检测(无放大)电流传感器。

补偿原理

原边主回路有一被测电流I1，将产生磁通Φ1，被副边补偿线圈通过的电流I2所产生的磁通Φ2进行补偿后保持磁平衡状态，霍尔器件则始终处于检测零磁通的作用。所以称为霍尔磁补偿电流传感器。这种先进的原理模式优于直检原理模式，突出的优点是响应时间快和测量精度高，特别适用于弱小电流的检测。

知道:Φ1=Φ2

I1N1=I2N2

I2=NI/N2·I1

霍尔效应原理图：

当补偿电流I2流过测量电阻RM时，在RM两端转换成电压。做为传感器测量电压U0即:U0=I2RM

按照霍尔磁补偿原理制成了额定输入从~系列规格的电流传感器。

由于磁补偿式电流传感器必须在磁环上绕成千上万匝的补偿线圈，因而成本增加;其次，工作电流消耗也相应增加;但它却具有直检式不可比拟的较高精度和快速响应等优点。

结语：小编现在给大家补充一下霍尔效应。霍尔效应被发现于1879年，当然发现者就是霍尔本人了。霍尔效应被广泛应用在现代的应用技术当中，比如说汽车电路上的电路开关、汽车各部件的检测、汽车内部的点火系统等等；今年来我国的清华大学和其他知名大学联合发现了反霍尔效应，这是中国从试验中独立观测到的物理现象，同时也是物理学领域的重要发现！