科学文章：霍尔电流传感器的测量原理是什么

霍尔电流传感器基于霍尔效应原理。

除了霍尔效应原理外，还有磁通门技术和磁阻技术来测量电流。

磁通门技术的测量精度原则上高于霍尔效应原理。

用于开发测量仪器，例如高精度实验室电流传感器。

本文主要介绍基于霍尔效应原理的电流传感器。

霍尔电流传感器的分类霍尔电流传感器可分为两种测量方法，开环霍尔电流传感器和闭环霍尔电流传感器。

这两种类型的传感器在结构上比开环类型多一个线圈，而在精度方面，闭环型优于开环型。

开环霍尔电流传感器的测量原理开环霍尔电流传感器由铁芯，霍尔芯片，运算放大器和其他关键部件组成。

当电流通过铁芯时，在铁芯上感应出磁场。

铁芯将磁场聚集在间隙中，并由霍尔元件感应，从而感应出相应的电压，该电压由运算放大器和输出进行处理。

输出电压信号和初级电流满足一定的线性关系，从而将测得的电流信号转换为电压信号。

单片机可以对电压信号进行采样，计算出测得的电流，从而实现了测电流的功能。

开环霍尔电流传感器也称为直接测量。

由于体积有限，许多芯片级霍尔电流芯片都采用开环测量原理，例如ACS712，ACS758等。

闭环霍尔电流传感器的工作原理与开环霍尔电流传感器相比，闭环霍尔电流传感器还有一个补偿线圈，该补偿线圈缠绕在铁芯上。

当电流传感器穿过铁芯时，铁芯会感应出磁场，并且霍尔组件将磁场转换成电压。

运算放大器对电压进行处理后，驱动电路会生成补偿电流。

补偿电流流过线圈以产生磁场。

由初级电流产生的磁场的大小等于相反方向，这抵消了初级磁场并处于磁平衡状态。

因此，补偿电流由初级电流缩放，缩放比例与补偿线圈的匝数成线性关系。

闭环霍尔电流传感器也称为间接测量方法。

霍尔电流关键组件-霍尔组件在霍尔电流传感器中，霍尔组件是关键组件，它们的性能会影响产品的性能。

霍尔元件的功能是将一定范围内的磁通量转换为电压信号。

如下图所示，霍尔元件器件将50mT以内的磁通密度转换为电压信号。

因此，在选择该芯片时，请确保不要让铁芯产生的磁通密度超过50mT。

霍尔电流-铁芯霍尔电流传感器的关键部件是与结构和电路紧密匹配的产品。

其中，霍尔元件的高度和位置，铁芯的材料，长度和横截面积都决定了产品的性能。

设计产品时，必须注意严格根据测量范围计算铁芯的磁路长度，铁芯的截面积，磁隙间距和霍尔芯片的高度。

当然，这部分计算是霍尔电流传感器设计中最重要的部分。

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