霍尔传感器的工作原理

安_然

霍尔传感器的工作原理 [复制链接]

霍尔传感器的工作原理

    磁场平衡式霍尔电流传感器是由原边电路、聚磁环、霍尔元件、次级线圈、放大器等组成，如图所示。其工作原理是磁场平衡式的，即原边电流所产生的磁场，用通过次级线圈的电流所产生的磁场进行补偿，使霍尔元件始终处于检测零磁通的工作状态。具体工作过程为：

    当原边回路有一大电流I_P流过时，在导线周围产生一个强的磁场H_P，这一磁场被聚磁环聚集，并感应霍尔元件，使其有一个信号输出U_h，这一信号经放大器N放大，再输入到功率放大器中，这时相应的功率管导通，从而获得一个补偿电流I_s。由于这一电流要通过很多匝绕组，多匝导线所产生的磁场Hs与原边电流所产生的磁场H_p方向相反，因而相互抵消，引起磁路中总的磁场变小，使霍尔器件的输出逐渐减小，最后当I_s与匝数相乘所产生的磁场H_s与I_p所产生的磁场H_p相等时，达到磁场平衡，I_s不再增加，这时霍尔元件就处于零磁通检测状态。

    上述过程是在非常短的时间内完成的，这一平衡的建立所需时间在１μs之内，且是一个动态平衡过程，即：原边电流Ip的任何变化都会破坏这一磁场平衡，一旦磁场失去平衡，霍尔元件就有信号输出，经放大器放大后，立即有相应的电流流过次级线圈对其进行补偿。因此从宏观上看，次级补偿电流的安匝数在任何时刻都与原边电流的安匝数相等，即：

    |NpIp|=|NsIs|

    其中：Np为原边匝数，Ip原边电流；Ns为次级匝数，Is为次级电流。

    所以，若已知Np、Ns，测得Is，即可得到原边电流Ip的大小。利用同样的原理，可进行电压测量，只需在原边线圈回路中串联一个电阻R1，将原边电流Ip转换成被测电压Up。

    即：Up=(R1+Rin)Ip=(R1+Rin)NsIs/Np

    式中Rin为原边内阻。

    磁平衡式电流电压传感器测量输出信号为电流形式Is。若要获得电压的输出形式，用户需在M端和电源零点之间串一只电阻Rm，并在其上取电压Um，如图所示，串联电阻的大小由下式限定：

    Rmmax=(Emin-Uces-IsRi)/Is

    其中：Emin为电源输出最小电压，Ri为传感器次级内阻，Uces为输出功率管的饱和压降。

    用户可取的最大电压为：Ummax=Rmmax╳Is

radxiaohe

楼主，解释的很好啊，呵呵。霍尔传感器要比交流互感器，复杂的多啊。
  我们机器里面为了控制红外灯。就是用霍尔传感器检测的。霍尔传感器检测直流的吧。

安_然

爱家乡爱家乡

谢谢楼主分享，辛苦了，QQ:2418894925

安_然

留个扣扣啥意思啊

hjf2002

谢谢分享，学习了。

柠檬酸钠

原边电流所产生的磁场，用通过次级线圈的电流所产生的磁场进行补偿，使霍尔元件始终处于检测零磁通的工作状态