3.2.11.1霍爾電流傳感器。
霍爾電流傳感器的結(jié)構(gòu)用一環(huán)形導(dǎo)磁材料作成磁芯，套在被測(cè)電流流過(guò)的導(dǎo)線上，將導(dǎo)線中電流感生的磁場(chǎng)聚集起來(lái)，在磁芯上開(kāi)一氣隙，內(nèi)置一個(gè)霍爾線性器件，器件通電后，便可由它的霍爾輸出電壓得到導(dǎo)線中流通的電流實(shí)際的霍爾電流傳感器有兩種構(gòu)成形式，即直接測(cè)量式和零磁通式。
3.2.11.1.1直接測(cè)量式霍爾電流傳感器。
霍爾器件的輸出（必要時(shí)可進(jìn)行放大）送到經(jīng)校準(zhǔn)的顯示器上，即可由霍爾輸出電壓的數(shù)值直接得出被測(cè)電流值，這種方式的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，測(cè)量結(jié)果的精度和線性度都較高，可測(cè)直流，交流和各種波形的電流，但它的測(cè)量范圍，帶寬等受到一定的限制，在這種應(yīng)用中，霍爾器件是磁場(chǎng)檢測(cè)器，它檢測(cè)的是磁芯氣隙中的磁感應(yīng)強(qiáng)度，電流增大后，磁芯可能達(dá)電流傳感器 到飽和，隨著頻率升高，磁芯中的渦流損耗，磁滯損耗等也會(huì)隨之升高，這些都會(huì)對(duì)測(cè)量精度產(chǎn)生影響，當(dāng)然，也可采取一些改進(jìn)措施來(lái)降低這些影響，例如選擇飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度高的磁芯材料，制成多層磁芯，采用多個(gè)霍爾元件來(lái)進(jìn)行檢測(cè)等等，這類霍爾電流傳感器的價(jià)格也相對(duì)便宜，使用非常方便，已得到極為廣泛的應(yīng)用，國(guó)內(nèi)外已有許多廠家生產(chǎn)。
3.2.11.1.2零磁通式（也稱為磁平衡式或反饋補(bǔ)償式）霍爾電流傳感器。
將霍爾器件的輸出電壓進(jìn)行放大，再經(jīng)電流放大后，讓這個(gè)電流通過(guò)補(bǔ)償線圈，并令補(bǔ)償線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)和被測(cè)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向相反，若滿足條件IoN1=IsN2，則磁芯中的磁通為0，這時(shí)下式成立：。
Io=Is(N2/N1)(5)。
式中，I1為被測(cè)電流，即磁芯中初級(jí)繞組中的電流電流傳感器 ，N1為初級(jí)繞組的匝數(shù)，I2為補(bǔ)償繞組中的電流，N2為補(bǔ)償繞組的匝數(shù)，由式（5）可知，達(dá)到磁平衡時(shí)，即可由Is及匝數(shù)比N2/N1得到Io。
�。℉為霍爾電流傳感器）。
這個(gè)平衡過(guò)程是自動(dòng)建立的，是一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡，建立平衡所需的時(shí)間極短，平衡時(shí)，霍爾器件處于零磁通狀態(tài)，磁芯中的磁感應(yīng)強(qiáng)度極低（理想狀態(tài)應(yīng)為0），不會(huì)使磁芯飽和，也不會(huì)產(chǎn)生大的磁滯損耗和渦流損耗，恰當(dāng)?shù)剡x擇磁芯材料和線路元件，可做出性能優(yōu)良的零磁通電流傳感器，在霍爾電流傳感器的輸出電路中接上恰當(dāng)?shù)呢?fù)載電阻器，即可構(gòu)成霍爾電壓傳感器，霍爾電流傳感器的特點(diǎn)是可以實(shí)現(xiàn)電流的“無(wú)電位”檢測(cè)，即測(cè)量電路不必接入被測(cè)電路即可實(shí)現(xiàn)電流檢測(cè)，它們靠磁場(chǎng)進(jìn)行耦合，因此，檢測(cè)電路的輸入，輸出電路是完全電隔離的，電流傳感器檢測(cè)過(guò)程中，被測(cè)電路的狀態(tài)不受檢測(cè)電路的影響，檢測(cè)電路也不受被檢電路的景響，霍爾電流傳感器可以檢測(cè)從直流到100kHz（通過(guò)仔細(xì)的設(shè)計(jì)和制作，甚至可以達(dá)到MHz級(jí)）的各種波形的電流，響應(yīng)時(shí)間可短到1μs以下。
由于這些優(yōu)點(diǎn)，霍爾電流傳感器得到了極其廣泛的應(yīng)用，3212霍爾電流傳感器的應(yīng)用。
霍爾元件的輸出接至儀器放大器AD620．作為放大器的差模出入端和共模輸入端，放大器的增益可通過(guò)調(diào)節(jié)1，8引腳之間的1Okn的電位器改變，放大器的輸出接反饋線圈，該反饋線圈繞在集磁環(huán)上，其繞線方向能使通過(guò)它的電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)與集磁環(huán)收集到的磁場(chǎng)方向相反，反饋線圈末端放1個(gè)75kQ的精阻接地，可以通過(guò)測(cè)量精阻兩端的電壓，計(jì)算反饋線圈中的電流，進(jìn)而推算穿過(guò)集磁環(huán)中心的被測(cè)電流的大小。 |
