霍爾電流傳感器的檢測與補償原理

在最簡單的形式中，傳感器作為模擬傳感器工作，直接返回電壓。在已知磁場的情況下，可以確定其與霍爾板的距離。使用傳感器組，可以推斷出磁體的相對位置。

通常，霍爾效應(yīng)傳感器與允許設(shè)備以數(shù)字（開/關(guān)）模式運行的電路相結(jié)合，并且在此配置中可能被稱為開關(guān)。下圖為包含兩個磁鐵的輪子經(jīng)過霍爾效應(yīng)傳感器，可以明顯的看到燈的變化。

霍爾電流傳感器是一種基于霍爾效應(yīng)的電流傳感器，主要用于檢測電路中的電流。其檢測與補償原理如下：

檢測原理

由于磁路與霍爾器件的輸出具有良好的線性關(guān)系，因此霍爾器件輸出的電壓訊號U0可以間接反映出被測電流I1的大小，即：I1∝B1∝U0

我們把U0定標為當被測電流I1為額定值時，U0等于50mV或100mV。這就制成霍爾直接檢測（無放大）電流傳感器。

當電流通過霍爾電流傳感器的導(dǎo)體時，會在導(dǎo)體周圍產(chǎn)生磁場?；魻栐惺艿竭@個磁場后，會產(chǎn)生電勢差，這個電勢差與電流的大小成正比。信號處理電路會將這個電勢差轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號或模擬信號輸出，從而實現(xiàn)對電流的檢測和測量。

補償原理

由于霍爾電流傳感器的霍爾元件和信號處理電路的非線性特性，會導(dǎo)致輸出信號存在誤差。為了提高測量精度，需要對輸出信號進行補償。

補償?shù)姆椒ㄖ饕袃煞N：一種是硬件補償，即通過在電路中添加電阻、電容等元件來實現(xiàn)補償；另一種是軟件補償，即通過對輸出信號進行數(shù)字處理來實現(xiàn)補償。

硬件補償?shù)脑硎峭ㄟ^調(diào)整電路中的元件參數(shù)，使得輸出信號與實際電流之間的誤差最小。軟件補償?shù)脑硎峭ㄟ^對輸出信號進行數(shù)字處理，校正輸出信號的非線性誤差，從而提高測量精度。

原邊主回路有一被測電流I1，將產(chǎn)生磁通Φ1，被副邊補償線圈通過的電流I2所產(chǎn)生的磁通Φ2進行補償后保持磁平衡狀態(tài)，霍爾器件則始終處于檢測零磁通的作用。所以稱為霍爾磁補償電流傳感器。這種先進的原理模式優(yōu)于直檢原理模式，突出的優(yōu)點是響應(yīng)時間快和測量精度高，特別適用于弱小電流的檢測。

知道：Φ1=Φ2，I1N1=I2N2，I2=NI/N2·I1

當補償電流I2流過測量電阻RM時，在RM兩端轉(zhuǎn)換成電壓。做為傳感器測量電壓U0即：U0=I2RM

按照霍爾磁補償原理制成了額定輸入從～系列規(guī)格的電流傳感器。

由于磁補償式電流傳感器必須在磁環(huán)上繞成千上萬匝的補償線圈，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。

總之，霍爾電流傳感器的檢測與補償原理是基于霍爾效應(yīng)和信號處理技術(shù)，通過對電流進行檢測和補償，實現(xiàn)對電流的精確測量。