磁場中有一個霍爾半導體片,恒定電流I從A到B通過該片,在洛侖茲力的作用下,I的電子流在通過霍爾半導體時向一側(cè)偏移,使該片在CD方向上產(chǎn)生電位差,這就是所謂的霍爾電壓。
霍爾電壓隨磁場強度的變化而變化,磁場越強,電壓越高,磁場越弱,電壓越低,霍爾電壓值很小,通常只有幾個毫伏,但經(jīng)集成電路中的放大器放大,就能使該電壓放大到足以輸出較強的信號,霍爾電流傳感器若使霍爾集成電路起傳感作用,需要用機械的方法來改變磁場強度。
所示的方法是用一個轉(zhuǎn)動的葉輪作為控制磁通量的開關(guān),當葉輪葉片處于磁鐵和霍爾集成電路之間的氣隙中時,磁場偏離集成片,霍爾電壓消失,這樣,霍爾集成電路的輸出電壓的變化,就能表示出葉輪驅(qū)動軸的某一位置,利用這一工作原理,可將霍爾集成電路片用作用點火正時傳感器,霍爾效應傳感器屬于被動型傳感器,它要有外加電源才能工霍爾電流傳感器作,這一特點使它能檢測轉(zhuǎn)速低的運轉(zhuǎn)情況。
依據(jù)霍爾效應原理,開環(huán)霍爾電流傳感器輸出正比于霍爾片垂直的磁感應強度。
而磁感應強度除了與被測電流相關(guān)之外,還與鐵芯的磁導率相關(guān),在不同電流下,鐵芯的磁導率是不一樣的,因此,開環(huán)霍爾電流傳感器的線性度較差,精度較低。
閉環(huán)霍爾電流傳感器則不同,閉環(huán)霍爾電流傳感器分為原邊和副邊兩個繞組,副邊電流由電子電路產(chǎn)生霍爾電流傳感器,該電流產(chǎn)生的磁場與原邊電流產(chǎn)生的磁場正好相抵消,這樣,原邊電流與副邊電流之比等于匝數(shù)比的倒數(shù),由于磁場互相抵消,鐵芯中的實際磁通(由霍爾片感應)為零,不受鐵芯非線性的影響,精度較高。
被測電流In流過導體產(chǎn)生的磁場,由通過霍爾元件輸出信號控制的補償電流Im流過次級線圈產(chǎn)生的磁場補償,當原邊與副邊的磁場達到平衡時,其補償電流Im即可精確反映原邊電流In值。
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