霍尔电流传感器（电机霍尔传感器）
本篇文章给大家谈谈霍尔电流传感器，电流以及电机霍尔传感器对应的传感知识点，希望对各位有所帮助，器电不要忘了收藏本站喔。机霍
霍尔传感器原理
霍尔传感器原理
霍尔传感器是尔传一种磁传感器。用它可以检测磁场及其变化，感器可在各种与磁场有关的电流场合中使用。霍尔传感器以霍尔效应为其工作基础，传感是器电由霍尔元件和它的附属电路组成的集成传感器。霍尔传感器在工业生产、机霍交通运输和日常生活中有着非常广泛的尔传应用。
一、感器霍尔效应霍尔元件 霍尔传感器
(一)霍尔效应
如图1所示，电流在半导体薄片两端通以控制电流I，传感并在薄片的器电垂直方向施加磁感应强度为B的匀强磁场，则在垂直于电流和磁场的方向上，将产生电势差为UH的霍尔电压，
它们之间的关系为 。
其中d 为薄片的厚度，k称为霍尔系数，它的大小与薄片的材料有关。
上述效应称为霍尔效应，它是德国物理学家霍尔于1879年研究载流导体在磁场中受力的性质时发现的。
(二)霍尔元件
根据霍尔效应，人们用半导体材料制成的元件叫霍尔元件。它具有对磁场敏感、结构简单、体积小、频率响应宽、输出电压变化大和使用寿命长等优点，因此，在测量、自动化、计算机和信息技术等领域得到广泛的应用。
(三)霍尔传感器
由于霍尔元件产生的电势差很小，故通常将霍尔元件与放大器电路、温度补偿电路及稳压电源电路等集成在一个芯片上，称之为霍尔传感器。
霍尔传感器也称为霍尔集成电路，其外形较小，如图2所示，是其中一种型号的外形图。
二、霍尔传感器的分类
霍尔传感器分为线性型霍尔传感器和开关型霍尔传感器两种。
(一)线性型霍尔传感器由霍尔元件、线性放大器和射极跟随器组成，它输出模拟量。
(二)开关型霍尔传感器由稳压器、霍尔元件、差分放大器，斯密特触发器和输出级组成，它输出数字量。
三、霍尔传感器的特性
(一)线性型霍尔传感器的特性
输出电压与外加磁场强度呈线性关系，如图3所示，可见，在B1～B2的磁感应强度范围内有较好的线性度，磁感应强度超出此范围时则呈现饱和状态。
(二)开关型霍尔传感器的特性
如图4所示，其中BOP为工作点“开”的磁感应强度，BRP为释放点“关”的磁感应强度。
当外加的磁感应强度超过动作点Bop时，传感器输出低电平，当磁感应强度降到动作点Bop以下时，传感器输出电平不变，一直要降到释放点BRP时，传感器才由低电平跃变为高电平。Bop与BRP之间的滞后使开关动作更为可靠。
另外还有一种“锁键型”(或称“锁存型”)开关型霍尔传感器，其特性如图5所示。
当磁感应强度超过动作点Bop时，传感器输出由高电平跃变为低电平，而在外磁场撤消后，其输出状态保持不变(即锁存状态)，必须施加反向磁感应强度达到BRP时，才能使电平产生变化。
四、霍尔传感器的应用
按被检测对象的性质可将它们的应用分为：直接应用和间接应用。前者是直接检测受检对象本身的磁场或磁特性，后者是检测受检对象上人为设置的磁场，这个磁场是被检测的'信息的载体，通过它，将许多非电、非磁的物理量，例如速度、加速度、角度、角速度、转数、转速以及工作状态发生变化的时间等，转变成电学量来进行检测和控制。
(一)线性型霍尔传感器主要用于一些物理量的测量。例如：
1.电流传感器
由于通电螺线管内部存在磁场，其大小与导线中的电流成正比，故可以利用霍尔传感器测量出磁场，从而确定导线中电流的大小。利用这一原理可以设计制成霍尔电流传感器。其优点是不与被测电路发生电接触，不影响被测电路，不消耗被测电源的功率，特别适合于大电流传感。
霍尔电流传感器工作原理如图6所示，标准圆环铁芯有一个缺口，将霍尔传感器插入缺口中，圆环上绕有线圈，当电流通过线圈时产生磁场，则霍尔传感器有信号输出。
2.位移测量
如图7所示，两块永久磁铁同极性相对放置，将线性型霍尔传感器置于中间，其磁感应强度为零，这个点可作为位移的零点，当霍尔传感器在Z轴上作△Z位移时，传感器有一个电压输出，电压大小与位移大小成正比。
如果把拉力、压力等参数变成位移，便可测出拉力及压力的大小，如图8所示，是按这一原理制成的力传感器。
(二)开关型霍尔传感器主要用于测转数、转速、风速、流速、接近开关、关门告知器、报警器、自动控制电路等。
1.测转速或转数
如图9所示，，在非磁性材料的圆盘边上粘一块磁钢，霍尔传感器放在靠近圆盘边缘处，圆盘旋转一周，霍尔传感器就输出一个脉冲，从而可测出转数(计数器)，若接入频率计，便可测出转速。
霍尔式传感器的优缺点
什么是霍尔传感器
基于霍尔效应，假设在半导体上外加方向互相垂直的磁场和电流，根据左手定则，半导体内部的电子和空穴会在电场力和洛伦兹力的作用下偏移，在半导体两个端面产生电场，从而产生电势差，这个现象称为霍尔效应，产生的电压称为霍尔电压。
霍尔传感器就是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器，当在一根长导线中通以电流时，在磁芯会产生一个与导线电流大小成正比的磁场，再利用霍尔元件的特性，测量霍尔元件感应生成的电压信号，经过放大器放大霍尔电压后，输出一个可直接测量的霍尔电压。霍尔电流传感器的优点是电路简单、能量效率高、检测范围广及电耗低等；缺点是抗干扰能力差、精度较差、线性度较差、响应速度较慢、且温漂较大。
霍尔原理及应用图示
什么是合金电阻
合金电阻，也叫分流电阻（Shunt）、采样电阻，它的阻值通常都很小（mΩ或μΩ级别），主要是对电流进行检测作用，通常是串联在采样回路中，通过采集合金电阻两端的电压降，再经过分析处理可以完成电流检测，实现电路反馈、过流检测、电流控制等功能。
合金电阻的材料主要是铜合金，目前主流的合金材料有锰铜合金、康铜合金、镍铬合金、卡玛合金、铁铬铝合金等，根据不同合金的特性（电阻率，温漂，稳定性等）可以研发生产各类不同性能的低阻值合金。
基于材料优势和材料处理技术提升，合金电阻具有低阻值、大功率、高精度、低TCR、高稳定性等特性，在白色家电、消费电子、电源工控、仪器仪表、汽车电子、光伏储能等领域具有极大的应用需求。
合金电阻各类型号
合金电阻和霍尔传感器—两者对比
随着合金电阻的技术发展越来越成熟，在很多应用场景可替代霍尔传感器，应用终端可选择合金电阻作为检测元件，提高设备精度、稳定性，节约成本。
合金电阻与霍尔传感器性能对比
合金电阻特性
独特的材料配方，满足客户不同需求；
EBW真空电子束焊接工艺，提高稳定性和焊接强度；
阻值低，目前已做到μΩ，且精度最高能做到±0.1%，常用的还有±0.5%、±1%、±2%、±5%等；
不同的TCR满足各种需求，TCR最低能做到±5ppm，常用的还有±50ppm、±100ppm、±200ppm等；
大功率，宽额定电流，从几A到几百A，抗脉冲能力强；
极好的长期负载稳定性，增加设备使用时间和长期精度，稳定性可达0.02%；
低寄生电感，小至nH；
低损耗。
霍尔传感器工作原理
磁场中有一个霍尔半导体片，恒定电流I从A到B通过该片。在洛仑兹力的作用下，I的电子流在通过霍尔半导体时向一侧偏移，使该片在CD方向上产生电位差，这就是所谓的霍尔电压。
霍尔传感器是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器。根据霍尔效应，人们用半导体材料制成的元件叫霍尔元件。它具有对磁场敏感、结构简单、体积小、频率响应宽、输出电压变化大和使用寿命长等优点，因此，在测量、自动化、计算机和信息技术等领域得到广泛的应用。
霍尔传感器常见的类型：
1、霍尔压力传感器：敏感元件弹簧片一端固定，另一端安装着霍尔元件。当输入压力增加时，弹簧伸长，使处于恒定梯度磁场中的霍尔元件产生相应的位移，从霍尔元件输出的电压的大小即可反映出压力的大小。
2、霍尔电流传感器：在磁芯上开一气隙，内置一个线性霍尔元件，器件通电后，便可由它输出的霍尔电压得出导线中流通电流的大小。
3、测量领域：可用于测量磁场、电流、位移、压力、振动、转速等。
4、通讯领域：可用于放大器、振荡器、相敏检波、混频、分频、以及微波功率测量等。
5、自动化技术领域：可用于无刷直流电机、速度传感、位置传感、自动记数、接近开关等。
霍尔电流传感器如何测量电流？
原边导线应放置于传感器内孔中心，尽可能不要放偏；原边导线尽可能完全放满传感器内孔，不要留有空隙;需要测量的电流应接近于传感器的标准额定值IPN，不要相差太大。为了提高测量精度，可以把原边导线多绕几圈，使之接近额定值。
当用额定值100A的传感器去测量10A的电流时，为提高精度可将原边导线在传感器的内孔中心绕十圈；当欲测量的电流值为IPN/10的时，在25℃仍然可以有较高的精度。
扩展资料
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。把U0定标为当被测电流I1为额定值时，U0等于50mV或100mV。
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。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。
参考资料来源：百度百科——霍尔电流传感器
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