1、霍尔电流传感器,蔡永雄交通运输08023080405034,霍尔电流传感器原理 霍尔效应,位于磁场中的静止载流导体，当其电流I的方向与磁场强度H的方向之间有夹角时，则在载流导体中平行与H、I的两侧面之间将产生电动势，这一物理现象称为霍尔效应。,其洛仑兹力大小可表示为FL= q0vB 静电场对电子的作用力 上式连立:,式中：霍尔系数霍尔器件灵敏系数,霍尔电流传感器,霍尔传感器,传感器,直放式电流传感器（开环式）,磁平衡式电流传感器（闭环式）,霍尔电流传感器,直放式电流传感器（开环式）,磁平衡式电流传感器（闭环式）,众所周知，当电流通过一根长导线时， 在导线周围将产生一磁场，这一磁场 的大小与流过
2、导线的电流成正比， 它可以通过磁芯聚集感应到霍尔器件上 并使其有一信号输出。这一信号经信号 放大器放大后直接输出，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，即主回路被测电流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， 从而使霍尔器件处于检 测零磁通的工作状态。,电流传感器特性参数,标准额定值IPN和额定输出电流ISN,01,传感器供电电压VA,02,过载,04,精度,05,抗干扰性,06,测量范围Ipmax,03,1、标准额定值IPN和额定输出电流ISN IPN指电流传感器所能测试的标准额定值，用有效值表示（A.r.m.s），IPN的大小与
3、传感器产品的型号有关。ISN指电流传感器额定输出电流，一般为100400mA，某些型号可能会有所不同。 2、传感器供电电压VA VA指电流传感器的供电电压，它必须在传感器所规定的范围内。超过此范围，传感器不能正常工作或可靠性降低，另外，传感器的供电电压VA又分为正极供电电压VA+和负极供电电压VA-。 3、测量范围Ipmax (1)测量范围指电流传感器可测量的最大电流值，测量范围一般高于标准额定值IPN。 (2)要注意单相供电的传感器，其供电电压VAmin是双相供电电压VAmin的2倍，所以其测量范围要高于双相供电的传感器。 4、过载 发生电流过载时，在测量范围之外，原边电流仍会增加，而且过载
4、电流的持续时间可能很短，而过载值有可能超过传感器的允许值，过载电流值传感器一般测量不出来，但不会对传感器造成损坏。,5、精度 霍尔效应传感器的精度取决于标准额定电流IPN。在+25时，传感器测量精度受原边电流影响。计算精度时必须考虑偏移电流、线性度、温度漂移的影响。 (1) 偏移电流ISO 偏移电流也叫残余电流或剩余电流，它主要是由霍尔元件或电子电路中运算放大器工作状态不稳造成的。电流传 感器在生产时，在25，IP=0时的情况下，偏移电流已调至最小，但传感器在离开生产线时，都会产生一定大小 的偏移电流。产品技术文档中提到的精度已考虑了偏移电流增加的影响。 (2) 线性度 线性度决定了传感器输出
5、信号（副边电流IS）与输入信号（原边电流IP）在测量范围内成正比的程度， (3).温度漂移 偏移电流ISO是在25时计算出来的，当霍尔电极周边环境温度变化时，ISO会产生变化。因此，考虑偏移电流ISO的最大变化是很重要的。,6、抗干扰性 (1)电磁场 闭环霍尔效应电流传感器，利用了原边导线的电磁场原理。因此下列因素直接影响传感是否受外部电磁场干扰。 传感器附近的外部电流大小及电流频率是否变化； 外部导线与传感器的距离、外部导线的形状、位置和传感器内霍尔电极的位置； 安装传感器所使用的材料有无磁性； 所使用的电流传感器是否屏蔽； 为了尽量减小外部电磁场的干扰，最好按安装指南安装传感器。 (2)电
6、磁兼容性 电磁兼容性EMC，（Electro -Magnetic Compatibility ）是研究电气及电子设备在共同的电磁环境中能执行各自功能的共存状态，即要求在同一电磁环境中的上述各种设备都能正常工作而又互不干扰，达到“兼容”状态的一门学科。空间电磁环境的恶化越来越容易使电子元器件之间因互不兼容而引发系统的误动作，因此电工、电子设备电磁兼容性检测极有必要。由于实际生产、科研及市场推广的迫切需要，采用已通过电磁兼容性检测的电流 和电压传感器已形成共识，并已成为一个强制性标准。,霍尔电流传感器的应用,1.用于电车斩波器的控制 电车中的调速是由调整电压实现的。将霍尔电流传感器和其它元件配合使
7、用，并 将传感器的所有信号输入控制系统，可确保电车正常工作。其控制原理示 于图42。图中，SCR1是主串联晶闸管，SCR2为辅助晶闸管，Lo、Co组成输入滤 波器，Ls是平滑扼流圈，M1M5是霍尔电流传感器。,2.用于电能管理 图44给出一种用于电能管理的电流传感器的示意图。图中，12是通电导线，11是导磁材料带，17是霍尔元件，19是霍尔元件的输入、输出引线。由此构成的电流传感器，可安装到配电线路上进行负载管理。霍尔器件的输出和计算机连接起来，对用电情况进行监控，若发现过载，便及时使受控的线路断开，保证用电设备的安全。用这种装置，也可进行负载分配及电网的遥控、遥测和巡检等。,3.在接地故障检测中的应用 在配电和各种用电设备中，可靠的接地是保证配电和用电设备安全的重要措施。采用霍尔电流传感器来进行接地故障的自动监测，可保证用电安全。图45示出一种霍尔接地故障监测装置。,The end Thanks,
