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。

霍尔电流传感器示意图:

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。

霍尔电流传感器示意图:

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。

霍尔效应原理图:

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!

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