霍爾傳感器檢測(cè)電流：基于霍爾傳感器的電流測(cè)量
它是反映材
料霍爾效應(yīng)強(qiáng)弱的重要參數(shù)，只要測(cè)出
VH
（伏）以及知道
IIs
（安）、
B
（高斯）和
d
（厘
米）可按下式計(jì)算
RH
（厘米
3/
庫(kù)侖）。
二．霍爾傳感器
1.
原理
由
霍爾效應(yīng)
的原理
知，霍爾電勢(shì)的大小取決于：
Rh
為霍爾常數(shù)，
它與半導(dǎo)體材質(zhì)有關(guān)；
I
為霍爾元件
的偏置電流；
B
為磁場(chǎng)強(qiáng)度；
d
為半導(dǎo)體材料的厚度。
對(duì)于一個(gè)給定的霍爾器件，
當(dāng)偏置電流
I
固定時(shí)，
UH
將完全取決于被測(cè)的磁場(chǎng)強(qiáng)度
B
。一個(gè)
霍爾元件
一般
有四個(gè)引出端子，其中兩根是霍爾元件的偏置電
流
I
的輸入端，另兩根是霍爾電壓的輸出端。如果兩
輸出端構(gòu)成外回路，就會(huì)產(chǎn)生霍爾電流。一般地說(shuō)，
偏置電流的設(shè)定通常由外部的基準(zhǔn)電壓源給出；若精度要求高，則基準(zhǔn)電壓源均用恒流源
取代。為了達(dá)到高的靈敏度，有的霍爾元件的傳感面上裝有高導(dǎo)磁系數(shù)的坡莫合金；這類(lèi)
傳感器的霍爾電勢(shì)較大，但在
0.05T
左右出現(xiàn)飽和，僅適用在低量限、小量程下使用。在
半導(dǎo)體薄片兩端通以控制電流
I
，
并在薄片的垂直方向施加
磁感應(yīng)
強(qiáng)度為
B
的勻強(qiáng)
磁場(chǎng)
，
則
在垂直于電流和磁場(chǎng)的方向上，將產(chǎn)生電勢(shì)差為
U
H
的霍爾電壓。
霍爾傳感器檢測(cè)電流：淺談霍爾電流傳感器ACS785／ACS712系列電流檢測(cè)方式
?
?
電流檢測(cè)方式
一、檢測(cè)電阻+運(yùn)放
優(yōu)勢(shì)：
成本低、精度較高、體積小
劣勢(shì)：
溫漂較大，精密電阻的選擇較難，無(wú)隔離效果。
分析：
這兩種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，都存在一定的風(fēng)險(xiǎn)性，低端檢測(cè)電路易對(duì)地線(xiàn)造成干擾；高端檢測(cè)，電阻
與運(yùn)放的選擇要求高。
檢測(cè)電阻，成本低廉的一般精度較低，溫漂大，而如果要選用精度高的，溫漂小的，則需要
用到合金電阻，成本將大大提高。運(yùn)放成本低的，鉗位電壓低，而特殊工藝的，則成本上升
很多。
?
二、電流互感器CT/電壓互感器PT
在變壓器理論中，一、二次電壓比等于匝數(shù)比，電流比為匝數(shù)比的倒數(shù)。而CT 和PT 就是特
殊的變壓器。
基本構(gòu)造上，CT 的一次側(cè)匝數(shù)少，二次側(cè)匝數(shù)多，如果二次開(kāi)路，則二次側(cè)電壓很高，會(huì)
擊穿繞阻和回路的絕緣，傷及設(shè)備和人身。PT 相反，一次側(cè)匝數(shù)多，二次側(cè)匝數(shù)少，如果
二次短路，則二次側(cè)電流很大，使回路發(fā)熱，燒毀繞阻及負(fù)載回路電氣。
CT,電流互感器，英文拼寫(xiě)Current Transformer，是將一次側(cè)的大電流，按比例變?yōu)檫m合通過(guò)
儀表或繼電器使用的，額定電流為5A 或1A 的變換設(shè)備。它的工作原理和變壓器相似。也
稱(chēng)作TA 或LH（舊符號(hào)）工作特點(diǎn)和要求：
1、一次繞組與高壓回路串聯(lián)，只取決于所在高壓回路電流，而與二次負(fù)荷大小無(wú)關(guān)。
2、二次回路不允許開(kāi)路，否則會(huì)產(chǎn)生危險(xiǎn)的高電壓，危及人身及設(shè)備安全。
3、CT 二次回路必須有一點(diǎn)直接接地，防止一、二次繞組絕緣擊穿后產(chǎn)生對(duì)地高電壓，但僅
一點(diǎn)接地。
4、變換的準(zhǔn)確性。
PT，電壓互感器，英文拼寫(xiě)Phase voltage Transformers，是將一次側(cè)的高電壓按比例變?yōu)檫m
合儀表或繼電器使用的額定電壓為100V 的變換設(shè)備。電磁式電壓互感器的工作原理和變壓
器相同。也稱(chēng)作TV 或YH（舊符號(hào)）。
工作特點(diǎn)和要求：
1、一次繞組與高壓電路并聯(lián)。
2、二次繞組不允許短路（短路電流燒毀PT）,裝有熔斷器。
3、二次繞組有一點(diǎn)直接接地。
4、變換的準(zhǔn)確性
三、模塊型霍爾電流傳感器
模塊型霍爾電流傳感器分開(kāi)環(huán)模式與閉環(huán)模式。
開(kāi)環(huán)模式又稱(chēng)為直接測(cè)量式霍爾電流傳感器，輸入為電流，輸出為電壓。這種方式的優(yōu)
點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，測(cè)量結(jié)果的精度和線(xiàn)性度都較高。可測(cè)直流、交流和各種波形的電流。但它
的測(cè)量范圍、帶寬等受到一定的限制。在這種應(yīng)用中，霍爾器件是磁場(chǎng)檢測(cè)器，它檢測(cè)的是
磁芯氣隙中的磁感應(yīng)強(qiáng)度。電流增大后，磁芯可能達(dá)到飽和；隨著頻率升高，磁芯中的渦流
損耗、磁滯損耗等也會(huì)隨之升高。這些都會(huì)對(duì)測(cè)量精度產(chǎn)生影響。當(dāng)然，也可采取一些改進(jìn)
措施來(lái)降低這些影響，例如選擇飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度高的磁芯材料；制成多層磁芯；采用多個(gè)霍
爾元件來(lái)進(jìn)行檢測(cè)等等。
開(kāi)環(huán)模式的結(jié)構(gòu)原理見(jiàn)下圖
根據(jù)檢測(cè)量程的需求，一般分為以下兩種繞線(xiàn)模式，左圖為小量程的結(jié)構(gòu)圖，右圖為大
量程的結(jié)構(gòu)圖。
閉環(huán)模式又稱(chēng)為零磁通模式或磁平衡模式，其輸入與輸出端均為電流信號(hào)。原理見(jiàn)下圖
將霍爾器件的輸出電壓進(jìn)行放大，再經(jīng)電流放大后，讓這個(gè)電流通過(guò)補(bǔ)償線(xiàn)圈，并令補(bǔ)
償線(xiàn)圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)和被測(cè)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向相反，最終達(dá)到磁平衡。
這個(gè)平衡過(guò)程是自動(dòng)建立的，是一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡。建立平衡所需的時(shí)間極短。平衡時(shí)，霍
爾器件處于零磁通狀態(tài)。磁芯中的磁感應(yīng)強(qiáng)度極低（理想狀態(tài)應(yīng)為0），不會(huì)使磁芯飽和，
也不會(huì)產(chǎn)生大的磁滯損耗和渦流損耗。恰當(dāng)?shù)剡x擇磁芯材料和線(xiàn)路元件，可做出性能優(yōu)良的
零磁通電流傳感器。
現(xiàn)在市場(chǎng)上的模塊霍爾電流傳感器，一般體積較大，為雙電源供電，價(jià)格較高，閉環(huán)模
式的霍爾電流傳感器其性能要比開(kāi)環(huán)模式好，但價(jià)格也比開(kāi)環(huán)模式的貴許多。
四、其他的電流檢測(cè)器件。
除以上介紹的幾種電流檢測(cè)方式外，還有其他幾種測(cè)量方式，分別為：
AVAGO 的光耦隔離放大器。
TI 的電容式隔離放大器
ADI 的西格瑪?shù)聽(tīng)査礁綦x放大器。
這三種電流檢測(cè)方式，芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)，原理是不一樣的，但外圍電路有許多共同點(diǎn)。
一、三種方式均是通過(guò)檢測(cè)精密電阻兩端的電壓來(lái)判定其被檢測(cè)電流的大小。
二、原邊與負(fù)邊均需加電源供電。
三、輸出為差分輸出，需考慮共模抑制比，可做到零基準(zhǔn)電壓。
四、響應(yīng)時(shí)間與精度差不多，均為us 級(jí)，精度界于1%~5%。
五、Allegro電流傳感器
介紹完了其他的電流檢測(cè)方式，接下來(lái)，重點(diǎn)介紹一下Allegro 的電流傳感器。鄙人代
理此條線(xiàn)的產(chǎn)品。
Allegro 電流傳感器的共同點(diǎn)：
1． 芯片級(jí)霍爾電流傳感器，串聯(lián)在電流回路中，外圍電路簡(jiǎn)單。
2. 開(kāi)環(huán)模式的霍爾電流傳感器（因體積問(wèn)題，芯片級(jí)霍爾電流傳感器無(wú)法做到閉環(huán)模
式。）
3. 可測(cè)交直流電流。
4. 無(wú)需檢測(cè)電阻，內(nèi)置毫歐級(jí)路徑內(nèi)阻。
5. 單電源供電，原邊無(wú)需供電。
6. 80~120KHz 的帶寬，外圍濾波電容可調(diào)整帶寬與噪聲的關(guān)系。
7. 輸出加載于0.5Vcc 上，非常穩(wěn)定的斬波輸出。
8. us 級(jí)響應(yīng)速度，精度在-40~85℃時(shí)小于2%
9. 帶抑制干擾的特殊封裝工藝。
10. 非常好的一致性與可靠性。年出廠(chǎng)不合格率小于1PPM。
常推的幾顆Allegro 霍爾電流傳感器為：
ACS712
從ACS712 的內(nèi)部框圖與封裝解剖圖可以看出，原邊電流只是從芯片內(nèi)部流過(guò)，與副邊
電路并沒(méi)有接觸，原邊與副邊是隔離的，因?yàn)榉庋b小，所以ACS712 的隔離電壓為2100V。
因?yàn)殡娏鞯牧鬟^(guò)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)磁場(chǎng)，霍爾元件根據(jù)磁場(chǎng)感應(yīng)出一個(gè)線(xiàn)性的電壓信號(hào)，經(jīng)過(guò)內(nèi)部
的放大、濾波、與斬波電路，輸出一個(gè)電壓信號(hào)。
ACS712 根據(jù)尾綴的不一樣，量程分為三個(gè)規(guī)格：5A、20A、30A，溫度等級(jí)均為E 級(jí)（-40~85
℃）。輸入與輸出在量程范圍內(nèi)為良好的線(xiàn)性關(guān)系，其系數(shù)Sensitivity 分別為，185、100、
66mV/A。因?yàn)閿夭娐返脑颍漭敵鰧⒓虞d于0.5Vcc 上。ACS712 的Vcc 電源一般建議采
用5V。輸出與輸入的關(guān)系為Vout=0.5Vcc+Ip*Sensitivity。一般輸出的電壓信號(hào)介于0.5V~4.5V
之間。
Ip+與Ip-之間流經(jīng)芯片內(nèi)部的那一部份，我們稱(chēng)之為內(nèi)置路徑內(nèi)阻，其阻值為1.2mΩ.
當(dāng)大電流流經(jīng)它時(shí)，所產(chǎn)生的功耗很小，如30A 滿(mǎn)量程的電流流經(jīng)它時(shí)，產(chǎn)生的功耗為
P=30*30*1.2/1000=1.08W。
ACS 712 的全溫度范圍的精度為±1.5%。在25~85℃時(shí)，精度特性更好。輸入與輸出之
間的響應(yīng)時(shí)間為5us。帶寬為80KHz，通過(guò)調(diào)整濾波腳與地之間的濾波電容，可根據(jù)客戶(hù)的
要求來(lái)調(diào)整噪聲與帶寬的關(guān)系，電容取值大，帶寬小，噪聲小。
ACS710
與ACS712 相比，ACS710 多了一個(gè)過(guò)流保護(hù)功能。如上圖所示，藍(lán)色虛框?yàn)锳CS710 的
電流檢測(cè)回路，紅色虛框?yàn)锳CS710 的過(guò)流保護(hù)回路。
ACS710 與ACS712 的電流檢測(cè)原理是一樣的，所不同的有以下幾點(diǎn)：
1. ACS710 因?yàn)榉庋bSOIC-16 體積比ACS712 稍大，所以原邊與副邊的隔離電壓也比
ACS712 大，為3000V。
2. 內(nèi)置路徑內(nèi)阻為1.0 mΩ。
3. 量程不一樣，根據(jù)尾綴不同，分12.5A 與25A 兩種量程。這里的12.5A 量程與25A
量程指的是優(yōu)化量程，實(shí)際上，ACS710 有三倍過(guò)載能力，即，他們的實(shí)際量程分
別為37.5A 與75A。但考慮到電流過(guò)大，溫升的效應(yīng)，不建議將ACS710 長(zhǎng)期工作
于過(guò)載條件下。
4. ACS710 Vcc 可選用5V 與3.3V 兩種。5V 與3.3V 時(shí)， 其輸入輸出的線(xiàn)性系數(shù)
（Sensitivity）也為線(xiàn)性。如ACS710 25A 量程的IC，Vcc 為5V 時(shí)，Sensitivity
為28mV/A. 3.3V 時(shí)，Sensitivity 為28*3.3/5=18.5mV。
5. 溫度等級(jí)不一樣，ACS710 為K 級(jí)，-40~125℃.
6. ACS710 的帶寬為120KHZ，響應(yīng)時(shí)間為4us，過(guò)流保護(hù)響應(yīng)時(shí)間為2us。
ACS710過(guò)流保護(hù)功能說(shuō)明
1. 16 管腳為使能腳。
2. 調(diào)整15 腳外圍的兩個(gè)分壓電阻值， 可設(shè)定過(guò)流保護(hù)的門(mén)限值。Vcc 為5V 時(shí)，
ACS710KLATR-12CB-T（12.5A 量程的型號(hào)）其可設(shè)定的過(guò)流保護(hù)的門(mén)限范圍為22.3A~35.7A；
ACS710KLATR-25CB-T（25A 量程的型號(hào)）其可設(shè)定的過(guò)流保護(hù)的門(mén)限范圍為44.6A~71.5A。
3.13 管腳為Fault 輸出腳，過(guò)流條件出現(xiàn)時(shí)，13 管腳將在2us 內(nèi)輸出一個(gè)低電平信號(hào)，其中
外接電容Coc 為緩沖電容，以防止因干擾而產(chǎn)生的誤報(bào)情況。
4. 下圖為過(guò)流保護(hù)過(guò)程的圖解說(shuō)明。
ACS758
ACS758 的原理是一樣的。與ACS712、ACS710 相比，其特點(diǎn)是：
1. 量程大，分為50A、100A、150A、200A 四個(gè)等級(jí)。
2. 內(nèi)置路徑內(nèi)阻小，為100uΩ.
3. 溫度等級(jí)，50A、100A 量程的等級(jí)為L(zhǎng) 級(jí)，即-40~150℃；150A 量程的為K 級(jí)，即-40~125
℃；200A 量程的為E 級(jí)，即-40~85℃.
4. 帶寬為120KHz，響應(yīng)時(shí)間為4us。
5. 25℃時(shí)，原邊1200A 大電流時(shí)，可承受時(shí)間為1 秒。
85℃時(shí)，原邊900A 大電流時(shí)，可承受時(shí)間為1 秒。
150℃時(shí)，原邊600A 大電流時(shí)，可承受時(shí)間為1 秒。
以上介紹的為Allegro 的三顆代表型芯片級(jí)霍爾電流傳感器，我介紹的均為雙向的霍爾
電流傳感器（可測(cè)交直流），輸出加載于0.5Vcc 上。Allegro 也有單向的霍爾傳感器，其單
向的霍爾電流傳感器（可測(cè)正電流），輸出加載于0.1Vcc 上。芯片級(jí)的霍爾電流傳感器，目
前其最大量程為200A，對(duì)于大于200A 的電流，可用Allegro 線(xiàn)性霍爾做成塻塊型霍爾電流
傳感器。事實(shí)上，國(guó)內(nèi)有部份品牌的模塊型霍爾電流傳感器，就是應(yīng)用Allegro 的線(xiàn)性霍爾
做為核心做成的。
六．小結(jié)
各種電流檢測(cè)的方式原理各不同。
檢測(cè)電阻+運(yùn)放與電流互感器屬于低成本的方案，其可靠性與安全性較差，主要用于低端
方案。
模塊式霍爾電流傳感器，其體積較大，雙電源供電，成本較高。
隔離放大器，其原邊，副邊均需電源供電，在消除干擾方面的設(shè)計(jì)難度更大，成本比模
塊式霍爾電流傳感器要低，比Allegro 的成本高。外圍電路較復(fù)雜，需加檢測(cè)電阻。
Allegro 的霍爾電流傳感器，量程相對(duì)于每一個(gè)型號(hào)來(lái)說(shuō)，是固定的，最高量程為200A。
小量程(50A 以下)的霍爾電流傳感器成本低，ACS758 的成本比模塊型霍爾電流傳感器低。輸
出加載于0.5Vcc,輸出信號(hào)為正電壓。
?
目前Allegro這種芯片級(jí)的電流傳感器已經(jīng)廣泛應(yīng)用于變頻器，伺服驅(qū)動(dòng)，控制器等多個(gè)工控領(lǐng)域，價(jià)格與體積，品質(zhì)等具備絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。
霍爾傳感器檢測(cè)電流：霍爾電流傳感器如何測(cè)量電流 - 全文
霍爾電流傳感器概述
霍爾電流傳感器是按照霍爾效應(yīng)原理制成，對(duì)安培定律加以應(yīng)用，即在載流導(dǎo)體周?chē)a(chǎn)生一正比于該電流的磁場(chǎng)，而霍爾器件則用來(lái)測(cè)量這一磁場(chǎng)。因此，使電流的非接觸測(cè)量成為可能。
霍爾電流傳感器可分為直檢式和閉環(huán)式霍爾電流傳感器。
霍爾效應(yīng)在1879年被E.H.霍爾發(fā)現(xiàn)，它定義了磁場(chǎng)和感應(yīng)電壓之間的關(guān)系，這種效應(yīng)和傳統(tǒng)的感應(yīng)效果完全不同。當(dāng)電流通過(guò)一個(gè)位于磁場(chǎng)中的導(dǎo)體的時(shí)候，磁場(chǎng)會(huì)對(duì)導(dǎo)體中的電子產(chǎn)生一個(gè)垂直于電子運(yùn)動(dòng)方向上的的作用力，從而在導(dǎo)體的兩端產(chǎn)生電壓差。
霍爾電流傳感器是利用霍爾效應(yīng)將一次大電流變換為二次微小電壓信號(hào)的傳感器。實(shí)際設(shè)計(jì)的霍爾傳感器往往通過(guò)運(yùn)算放大器等電路，將微弱的電壓信號(hào)放大為標(biāo)準(zhǔn)電壓或電流信號(hào)。上述原理制作而成的霍爾電流傳感器，被稱(chēng)為直檢式霍爾電流傳感器或開(kāi)環(huán)式霍爾電流傳感器。
閉環(huán)式霍爾電流傳感器，也稱(chēng)零磁通霍爾電流傳感器或磁平衡式霍爾電流傳感器，是基于磁平衡式霍爾原理，即閉環(huán)原理，當(dāng)原邊電流IP產(chǎn)生的磁通通過(guò)高品質(zhì)磁芯集中在磁路中，霍爾元件固定在氣隙中檢測(cè)磁通，通過(guò)繞在磁芯上的多匝線(xiàn)圈輸出反向的補(bǔ)償電流，用于抵消原邊IP產(chǎn)生的磁通，使得磁路中磁通始終保持為零。經(jīng)過(guò)特殊電路的處理，傳感器的輸出端能夠輸出精確反映原邊電流的電流變化。
霍爾電流傳感器主要特性參數(shù)
1、標(biāo)準(zhǔn)額定值IPN和額定輸出電流ISN
IPN指電流傳感器所能測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)額定值，用有效值表示（A.r.m.s），IPN的大小與傳感器產(chǎn)品的型號(hào)有關(guān)。ISN指電流傳感器額定輸出電流，一般為10~400mA，當(dāng)然根據(jù)某些型號(hào)具體可能會(huì)有所不同。
2、偏移電流ISO
偏移電流也叫殘余電流或剩余電流，它主要是由霍爾元件或電子電路中運(yùn)算放大器工作狀態(tài)不穩(wěn)造成的。電流傳感器在生產(chǎn)時(shí)，在25℃，IP=0時(shí)的情況下，偏移電流已調(diào)至最小，但傳感器在離開(kāi)生產(chǎn)線(xiàn)時(shí)，都會(huì)產(chǎn)生一定大小的偏移電流。產(chǎn)品技術(shù)文檔中提到的精度已考慮了偏移電流增加的影響。
3、線(xiàn)性度
線(xiàn)性度決定了傳感器輸出信號(hào)（副邊電流IS）與輸入信號(hào)（原邊電流IP）在測(cè)量范圍內(nèi)成正比的程度，南京中旭電子科技有限公司的電流傳感器線(xiàn)性度要優(yōu)于0.5%。
4、溫度漂移
偏移電流ISO是在25℃時(shí)計(jì)算出來(lái)的，當(dāng)霍爾電極周邊環(huán)境溫度變化時(shí)，ISO會(huì)產(chǎn)生變化。因此，考慮偏移電流ISO的最大變化是很重要的，其中，IOT是指電流傳感器性能表中的溫度漂移值。
5、過(guò)載
電流傳感器的過(guò)載能力是指發(fā)生電流過(guò)載時(shí)，在測(cè)量范圍之外，原邊電流仍會(huì)增加，而且過(guò)載電流的持續(xù)時(shí)間可能很短，而過(guò)載值有可能超過(guò)傳感器的允許值，過(guò)載電流值傳感器一般測(cè)量不出來(lái)，但不會(huì)對(duì)傳感器造成損壞。
6、精度
霍爾效應(yīng)傳感器的精度取決于標(biāo)準(zhǔn)額定電流IPN。在+25℃時(shí)，傳感器測(cè)量精度與原邊電流有一定影響，同時(shí)評(píng)定傳感器精度時(shí)還必須考慮偏移電流、線(xiàn)性度、溫度漂移的影響。
霍爾電流傳感器的測(cè)量方法
1、原邊導(dǎo)線(xiàn)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(xiàn)盡可能完全放滿(mǎn)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(xiàn)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(xiàn)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。
霍爾電流傳感器的使用注意事項(xiàng)
A、接線(xiàn)時(shí)注意接線(xiàn)端子的裸露導(dǎo)電部分，盡量防止ESD沖擊，需要有專(zhuān)業(yè)施工經(jīng)驗(yàn)的工程師才能對(duì)該產(chǎn)品進(jìn)行接線(xiàn)操作。電源、輸入、輸出的各連接導(dǎo)線(xiàn)必須正確連接，不可錯(cuò)位或反接，否則可能導(dǎo)致產(chǎn)品損壞。
B、產(chǎn)品安裝使用環(huán)境應(yīng)無(wú)導(dǎo)電塵埃及腐蝕性
C、劇烈震動(dòng)或高溫也可能導(dǎo)致產(chǎn)品損壞，必須注意使用場(chǎng)合。
霍爾電流傳感器如何測(cè)量電流
三種方式可以測(cè)量霍爾電流傳感器的電流：
1、用霍爾電流傳感器;霍爾電流傳感器最大的可以達(dá)到幾十萬(wàn)A，完全可以檢測(cè)，不過(guò)成本比較高。
2、如果是交流電流的話(huà)，可以用交流電流互感器;輸出信號(hào)是AC0-1A或者AC0-5A信號(hào)，數(shù)顯表和變送器都可以來(lái)接收這個(gè)信號(hào)。
3、羅氏線(xiàn)圈;羅氏線(xiàn)圈只能檢測(cè)工頻交流電流，還需要一個(gè)外置的積分器，最后滿(mǎn)量程輸出的電壓是原始波形的AC0-1V，你可以給數(shù)顯表或者給變送器在進(jìn)行下一步的轉(zhuǎn)換。
霍爾電流傳感器的應(yīng)用
1繼電保護(hù)與測(cè)量：在工業(yè)應(yīng)用中，來(lái)自高壓三相輸電線(xiàn)路電流互感器的二次電流，如分別經(jīng)三只霍爾電流傳感器，按比例轉(zhuǎn)換成毫伏電壓輸出，然后再經(jīng)運(yùn)算放大器放大及有源濾波，得到符合要求的電壓信號(hào)，可送微機(jī)進(jìn)行測(cè)量或處理。在這里使用霍爾電流傳感器可以很方便地實(shí)現(xiàn)了無(wú)畸變、無(wú)延時(shí)的信號(hào)轉(zhuǎn)換。
2、在直流自動(dòng)控制調(diào)速系統(tǒng)中的應(yīng)用：在直流自動(dòng)控制調(diào)速系統(tǒng)中，用霍爾電流電壓傳感器可以直接代替電流互感器，不僅動(dòng)態(tài)響應(yīng)好，還可實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)子電流的最佳控制以及對(duì)晶閘管進(jìn)行過(guò)載保護(hù)。
3、在逆變器中的應(yīng)用：在逆變器中，用霍爾電流傳感器可進(jìn)行接地故障檢測(cè)、直接側(cè)和交流側(cè)的模擬量傳感，以保證逆變器能安全工作。
4、在不間斷電源中的應(yīng)用：在該應(yīng)用中，用霍爾電流傳感器進(jìn)行控制，保證逆變電源正常工作。使用霍爾電流傳感器1發(fā)出信號(hào)并進(jìn)行反饋，以控制晶閘管的觸發(fā)角，霍爾電流傳感器2發(fā)出的信號(hào)控制逆變器，霍爾電流傳感器3控制浮充電源。由于其響應(yīng)速度快，霍爾電流傳感器特別適用于計(jì)算機(jī)中的不間斷電源。
5、在電子點(diǎn)焊機(jī)中的應(yīng)用：在電子點(diǎn)焊機(jī)電源中，霍爾電流傳感器起測(cè)量和控制作用。它的快速響應(yīng)能再現(xiàn)電流、電壓波形，將它們反饋到可控整流器A、B，可控制其輸出。用斬波器給直流迭加上一個(gè)交流，可更精確地控制電流。用霍爾電流傳感器進(jìn)行電流檢測(cè)，既可測(cè)量電流的真正瞬時(shí)值，又不致引入損耗。
6、用于電車(chē)斬波器的控制：電車(chē)中的調(diào)速是由調(diào)整電壓實(shí)現(xiàn)的。而將霍爾電流傳感器和其它元件配合使用，并將傳感器的所有信號(hào)輸入控制系統(tǒng)，可確保電車(chē)正常工作。
7、在交流變頻調(diào)速電機(jī)中的應(yīng)用：用變頻器來(lái)對(duì)交流電機(jī)實(shí)施調(diào)速，在世界各發(fā)達(dá)國(guó)家已普遍使用，且有取代直流調(diào)速的趨勢(shì)。用變頻器控制電機(jī)實(shí)現(xiàn)調(diào)速，可節(jié)省10％以上的電能。在變頻器中，霍爾電流傳感器的主要作用是保護(hù)昂貴的大功率晶體管。由于霍爾電流傳感器的響應(yīng)時(shí)間往往小于5μs，因此，出現(xiàn)過(guò)載短路時(shí)，在晶全管未達(dá)到極限溫度之前即可切斷電源，使晶體管得到可靠的保護(hù)。
8、用于電能管理：霍爾電流傳感器，可安裝到配電線(xiàn)路上進(jìn)行負(fù)載管理。霍爾電流傳感器的輸出和計(jì)算機(jī)連接起來(lái)，對(duì)用電情況進(jìn)行監(jiān)控，若發(fā)現(xiàn)過(guò)載，便及時(shí)使受控的線(xiàn)路斷開(kāi)，保證用電設(shè)備的安全。用這種裝置，也可進(jìn)行負(fù)載分配及電網(wǎng)的遙控、遙測(cè)和巡檢等。
9、在接地故障檢測(cè)中的應(yīng)用：在配電和各種用電設(shè)備中，可靠的接地是保證配電和用電設(shè)備安全的重要措施。采用霍爾電流傳感器來(lái)進(jìn)行接地故障的自動(dòng)監(jiān)測(cè)，可保證用電安全。
10、在電網(wǎng)無(wú)功功率自動(dòng)補(bǔ)償中的應(yīng)用：電力系統(tǒng)無(wú)功功率的自動(dòng)補(bǔ)償，是指補(bǔ)償容量隨負(fù)荷和電壓波動(dòng)而變化，及時(shí)準(zhǔn)確地投入和切除電容器，避免補(bǔ)償過(guò)程中出現(xiàn)過(guò)補(bǔ)償和欠補(bǔ)償?shù)牟缓侠砗筒唤?jīng)濟(jì)，使電網(wǎng)的功率因數(shù)始終保持最佳。無(wú)功功率的自動(dòng)采樣若用霍爾電流、電壓傳感器來(lái)進(jìn)行，由于它們的響應(yīng)速度快，且無(wú)相位差，在保證“及時(shí)、準(zhǔn)確”上會(huì)具有顯著的優(yōu)點(diǎn)。
11、霍爾鉗形電流表：將磁芯做成張合結(jié)構(gòu)，在磁芯開(kāi)口處放置霍爾器件，將環(huán)形磁芯夾在被測(cè)電流流過(guò)的導(dǎo)線(xiàn)外，即可測(cè)出其中流過(guò)的電流。這種鉗形表既可測(cè)交流也可測(cè)直流。用鉗形表可對(duì)各種供電和用電設(shè)備進(jìn)行隨機(jī)電流檢測(cè)。12、電功率測(cè)量：將負(fù)載電壓進(jìn)行變換，令其與霍爾器件的工作電流成比例，將負(fù)載電流通入磁芯繞組中，作為霍爾電流傳感器的被測(cè)電流，霍爾電流傳感器輸出的霍爾電壓即可指示功率，以構(gòu)成霍爾功率計(jì)。
12、在力工頻諧波分析儀中的應(yīng)用：在電力系統(tǒng)中，電網(wǎng)的諧波含量一般用電力工頻諧波儀來(lái)進(jìn)行測(cè)試。為了將被測(cè)電壓和電流變換成適合計(jì)算機(jī)A/D采樣的電壓，人們?cè)鴮⒏鞣N電力工頻諧波分析儀的取樣裝置，如電流互感器、電壓互感器、電阻取樣與光隔離耦合電路等和霍爾電流傳感取樣測(cè)試對(duì)比，結(jié)果表明霍爾電流傳感器最為適用。
13、開(kāi)關(guān)電源中的應(yīng)用：近代出現(xiàn)的開(kāi)關(guān)電源，是將電網(wǎng)的非穩(wěn)定的交流電壓變換成穩(wěn)定的直流電壓輸出的功率變換裝置。無(wú)論是電壓控制型還是電流控制型開(kāi)關(guān)電源，均采用脈沖寬度調(diào)制，借助驅(qū)動(dòng)脈沖寬度與輸出電壓幅值之間存在的某種比例關(guān)系來(lái)維持恒壓輸出。其中，寬度變化的脈沖電壓或電流的采樣、傳感等均需用電流、電壓傳感器來(lái)完成。霍爾電流、電壓傳感器以其頻帶寬、響應(yīng)時(shí)間快以及安裝簡(jiǎn)便而成為首選的電流、電壓傳感器。
14、在大電流檢測(cè)中的應(yīng)用：在冶金、化工、超導(dǎo)體的應(yīng)用以及高能物理（例如可控核聚變）試驗(yàn)裝置中都有許多超大型電流用電設(shè)備。用多霍爾探頭制成的電流傳感器來(lái)進(jìn)行大電流的測(cè)量和控制，既可滿(mǎn)足測(cè)量準(zhǔn)確的要求，又不引入插入損耗，還免除了像使用羅果勘斯基線(xiàn)圈法中需用的昂貴的測(cè)試裝置。圖47示出一種用于DⅢ－D托卡馬克中的霍爾電流傳感器裝置。采用這種霍爾電流傳感器，可檢測(cè)高達(dá)到300kA的電流。
15、用作電磁隔離耦合器：用霍爾電流傳感器的工作原理，可做成電磁耦合器。用初級(jí)線(xiàn)圈的電流控制霍爾器件的輸出，用這個(gè)輸出信號(hào)控制其它的電路，既收到隔離的效果，又達(dá)到耦合的目的。用這種電路可做成霍爾繼電器、過(guò)載保護(hù)器、通信線(xiàn)路的保護(hù)開(kāi)關(guān)等等。這種電磁耦合器既可做成開(kāi)關(guān)式，也可做成模擬量輸出式。
霍爾傳感器檢測(cè)電流：霍爾電流傳感器測(cè)量電流
描述
霍爾電流傳感器分類(lèi)
霍爾電流傳感器在測(cè)量方式上可以分為兩種，開(kāi)環(huán)式霍爾電流傳感器和閉環(huán)式霍爾電流傳感器。這兩種類(lèi)型的傳感器在結(jié)構(gòu)上來(lái)說(shuō)閉環(huán)式傳感器比開(kāi)環(huán)式多了一個(gè)線(xiàn)圈，在精度上閉環(huán)式要優(yōu)于開(kāi)環(huán)式。
電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生磁場(chǎng)，霍爾傳感器貼近導(dǎo)體檢測(cè)其磁場(chǎng)強(qiáng)度，通過(guò)磁場(chǎng)強(qiáng)度計(jì)算電流。
閉環(huán)霍爾電流傳感器性能要優(yōu)于開(kāi)環(huán)霍爾電流傳感器，可以測(cè)量任意波形的電流、主副線(xiàn)圈間絕對(duì)電氣隔離、電氣測(cè)量范圍寬、響應(yīng)時(shí)間短，在交直流測(cè)量中均可應(yīng)用。
根據(jù)霍爾電壓與磁場(chǎng)強(qiáng)度的正比例關(guān)系，設(shè)計(jì)裝置，提供恒定的控制電流，那么霍爾電流的大小就只收到磁場(chǎng)強(qiáng)度一個(gè)因素的影響，進(jìn)而霍爾電壓的變化可以反應(yīng)磁場(chǎng)強(qiáng)度的變化。而磁場(chǎng)是由相應(yīng)電流產(chǎn)生的，與電流具有明確的聯(lián)動(dòng)關(guān)系。這就是利用霍爾元件測(cè)量電流強(qiáng)度的基本原理。
霍爾效應(yīng)從本質(zhì)上講是運(yùn)動(dòng)的帶電粒子在磁場(chǎng)中受洛侖茲力作用引起的偏轉(zhuǎn)。當(dāng)帶電粒子（電子或空穴）被約束在固體材料中，這種偏轉(zhuǎn)就導(dǎo)致在垂直電流和磁場(chǎng)的方向上產(chǎn)生正負(fù)電荷的聚積，從而形成附加的橫向電場(chǎng)。
邊主回路有一被測(cè)電流I1，將產(chǎn)生磁通φ1，被副邊補(bǔ)償線(xiàn)圈通過(guò)的電流I2所產(chǎn)生的磁通φ2進(jìn)行補(bǔ)償后保持磁平衡狀態(tài)，霍爾器件則始終處于檢測(cè)零磁通的作用。所以稱(chēng)為霍爾磁補(bǔ)償電流傳感器。這種先進(jìn)的原理模式優(yōu)于直檢原理模式，突出的優(yōu)點(diǎn)是響應(yīng)時(shí)間快和測(cè)量精度高，特別適用于弱小電流的檢測(cè)。
當(dāng)補(bǔ)償電流I2流過(guò)測(cè)量電阻RM時(shí)，在RM兩端轉(zhuǎn)換成電壓。做為傳感器測(cè)量電壓U0即：U0=I2RM
由于磁補(bǔ)償式電流傳感器必須在磁環(huán)上繞成千上萬(wàn)匝的補(bǔ)償線(xiàn)圈，因而成本增加；其次，工作電流消耗也相應(yīng)增加；但它卻具有直檢式不可比擬的較高精度和快速響應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)。
開(kāi)環(huán)式霍爾電流傳感器測(cè)量原理
開(kāi)環(huán)式霍爾電流傳感器由鐵芯、霍爾芯片、運(yùn)放等關(guān)鍵元器件構(gòu)成。當(dāng)電流穿過(guò)鐵芯時(shí)會(huì)在鐵芯上感應(yīng)出磁場(chǎng)，鐵芯將磁場(chǎng)聚集于豁口處被霍爾元器件感應(yīng)到，從而感應(yīng)出相應(yīng)的電壓，該電壓被運(yùn)放處理后輸出，運(yùn)放所輸出的電壓信號(hào)和原邊電流滿(mǎn)足一定的線(xiàn)性關(guān)系，從而將被測(cè)電流信號(hào)轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)，單片機(jī)采樣該電壓信號(hào)就可計(jì)算出被測(cè)電流的大小，從而實(shí)現(xiàn)測(cè)量電流的作用。開(kāi)環(huán)式霍爾電流傳感器又叫直測(cè)式。由于體積受限，許多芯片級(jí)的霍爾電流芯片都是用開(kāi)環(huán)測(cè)量原理，如ACS712、ACS758等。
閉環(huán)霍爾電流傳感器工作原理
與開(kāi)環(huán)霍爾電流傳感器相比，閉環(huán)霍爾電流傳感器多了一個(gè)補(bǔ)償線(xiàn)圈，該線(xiàn)圈纏繞在鐵芯上。當(dāng)電流傳感器通過(guò)鐵芯時(shí)，鐵芯感應(yīng)出磁場(chǎng)，霍爾元器件將磁場(chǎng)轉(zhuǎn)化成電壓，該電壓被運(yùn)放處理后驅(qū)動(dòng)電路產(chǎn)生一個(gè)補(bǔ)償電流，該補(bǔ)償電流流過(guò)線(xiàn)圈產(chǎn)生一個(gè)磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)與原邊電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)大小相等方向相反，從而抵消原邊磁場(chǎng)，處于磁平衡狀態(tài)。所以該補(bǔ)償電流就是原邊電流縮放后的，縮放比例與補(bǔ)償線(xiàn)圈的圈數(shù)呈線(xiàn)性關(guān)系。閉環(huán)式霍爾電流傳感器又叫間接測(cè)量法。
霍爾電流關(guān)鍵元器件-霍爾元器件
在霍爾電流傳感器中，霍爾元器件是關(guān)鍵元器件，其性能影響著產(chǎn)品的性能。霍爾元器件的作用是將一定范圍內(nèi)的磁通量轉(zhuǎn)化成電壓信號(hào)。如下圖所示，霍爾元器件將50mT內(nèi)的磁通密度轉(zhuǎn)化成電壓信號(hào)。所以選用該芯片時(shí)，一定不要讓鐵芯產(chǎn)生的磁通密度超過(guò)50mT。
霍爾電流關(guān)鍵元器件-鐵芯
霍爾電流傳感器是由結(jié)構(gòu)和電路緊密配合的一個(gè)產(chǎn)品，這其中，霍爾元器件的高度、位置，鐵芯的材料、長(zhǎng)度、橫截面積都決定著產(chǎn)品的性能。在設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)，一定要注意嚴(yán)格根據(jù)測(cè)量范圍計(jì)算鐵芯的磁路長(zhǎng)度、鐵芯的橫截面積、磁隙間距以及霍爾芯片的高度。當(dāng)然這部分的計(jì)算是設(shè)計(jì)霍爾電流傳感器中最核心的部分。
霍爾電流傳感器測(cè)量過(guò)程注意事項(xiàng)
霍爾電流傳感器不論是開(kāi)環(huán)還是閉環(huán)原理，基本的性能區(qū)別不大，優(yōu)點(diǎn)在于響應(yīng)時(shí)間快、低溫漂、精度高、體積小、頻帶寬、抗干擾能力強(qiáng)、過(guò)載能力強(qiáng)。
霍爾電流傳感器測(cè)量過(guò)程注意事項(xiàng)：
1、原邊導(dǎo)線(xiàn)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(xiàn)盡可能完全放滿(mǎn)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(xiàn)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(xiàn)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。
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