霍爾電流傳感器分類

霍爾電流傳感器在測量方式上可以分為兩種，開環式霍爾電流傳感器和閉環式霍爾電流傳感器。這兩種類型的傳感器在結構上來說閉環式傳感器比開環式多了一個線圈，在精度上閉環式要優于開環式。

電流通過導體產生磁場，霍爾傳感器貼近導體檢測其磁場強度，通過磁場強度計算電流。

閉環霍爾電流傳感器性能要優于開環霍爾電流傳感器，可以測量任意波形的電流、主副線圈間絕對電氣隔離、電氣測量范圍寬、響應時間短，在交直流測量中均可應用。

根據霍爾電壓與磁場強度的正比例關系，設計裝置，提供恒定的控制電流，那么霍爾電流的大小就只收到磁場強度一個因素的影響，進而霍爾電壓的變化可以反應磁場強度的變化。而磁場是由相應電流產生的，與電流具有明確的聯動關系。這就是利用霍爾元件測量電流強度的基本原理。

霍爾效應從本質上講是運動的帶電粒子在磁場中受洛侖茲力作用引起的偏轉。當帶電粒子（電子或空穴）被約束在固體材料中，這種偏轉就導致在垂直電流和磁場的方向上產生正負電荷的聚積，從而形成附加的橫向電場。

邊主回路有一被測電流I1，將產生磁通Φ1，被副邊補償線圈通過的電流I2所產生的磁通Φ2進行補償后保持磁平衡狀態，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于直檢原理模式，突出的優點是響應時間快和測量精度高，特別適用于弱小電流的檢測。

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

由于磁補償式電流傳感器必須在磁環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增加；但它卻具有直檢式不可比擬的較高精度和快速響應等優點。

開環式霍爾電流傳感器測量原理

開環式霍爾電流傳感器由鐵芯、霍爾芯片、運放等關鍵元器件構成。當電流穿過鐵芯時會在鐵芯上感應出磁場，鐵芯將磁場聚集于豁口處被霍爾元器件感應到，從而感應出相應的電壓，該電壓被運放處理后輸出，運放所輸出的電壓信號和原邊電流滿足一定的線性關系，從而將被測電流信號轉化為電壓信號，單片機采樣該電壓信號就可計算出被測電流的大小，從而實現測量電流的作用。開環式霍爾電流傳感器又叫直測式。由于體積受限，許多芯片級的霍爾電流芯片都是用開環測量原理，如ACS712、ACS758等。

閉環霍爾電流傳感器工作原理

與開環霍爾電流傳感器相比，閉環霍爾電流傳感器多了一個補償線圈，該線圈纏繞在鐵芯上。當電流傳感器通過鐵芯時，鐵芯感應出磁場，霍爾元器件將磁場轉化成電壓，該電壓被運放處理后驅動電路產生一個補償電流，該補償電流流過線圈產生一個磁場，該磁場與原邊電流產生的磁場大小相等方向相反，從而抵消原邊磁場，處于磁平衡狀態。所以該補償電流就是原邊電流縮放后的，縮放比例與補償線圈的圈數呈線性關系。閉環式霍爾電流傳感器又叫間接測量法。

霍爾電流關鍵元器件-霍爾元器件

在霍爾電流傳感器中，霍爾元器件是關鍵元器件，其性能影響著產品的性能。霍爾元器件的作用是將一定范圍內的磁通量轉化成電壓信號。如下圖所示，霍爾元器件將50mT內的磁通密度轉化成電壓信號。所以選用該芯片時，一定不要讓鐵芯產生的磁通密度超過50mT。

霍爾電流關鍵元器件-鐵芯

霍爾電流傳感器是由結構和電路緊密配合的一個產品，這其中，霍爾元器件的高度、位置，鐵芯的材料、長度、橫截面積都決定著產品的性能。在設計產品時，一定要注意嚴格根據測量范圍計算鐵芯的磁路長度、鐵芯的橫截面積、磁隙間距以及霍爾芯片的高度。當然這部分的計算是設計霍爾電流傳感器中最核心的部分。

霍爾電流傳感器測量過程注意事項

霍爾電流傳感器不論是開環還是閉環原理，基本的性能區別不大，優點在于響應時間快、低溫漂、精度高、體積小、頻帶寬、抗干擾能力強、過載能力強。

霍爾電流傳感器測量過程注意事項：

1、原邊導線應放置于傳感器內孔中心，盡可能不要放偏;

2、原邊導線盡可能完全放滿傳感器內孔，不要留有空隙;

3、需要測量的電流應接近于傳感器的標準額定值IPN，不要相差太大。如條件所限，手頭僅有一個額定值很高的傳感器，而欲測量的電流值又低于額定值很多，為了提高測量精度，可以把原邊導線多繞幾圈，使之接近額定值。例如當用額定值100A的傳感器去測量10A的電流時，為提高精度可將原邊導線在傳感器的內孔中心繞十圈（一般情況，NP=1;在內孔中繞一圈，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、當欲測量的電流值為IPN/10的時，在25℃仍然可以有較高的精度。