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，套在被測電流流過的導(dǎo)線上，將導(dǎo)線中電流感生的磁場聚集起來，在磁芯上開一氣隙，內(nèi)置一個霍爾線性器件，器件通電后，便可由它的霍爾輸出電壓得到導(dǎo)線中流通的電流實際的霍爾電流傳感器有兩種構(gòu)成形式，即直接測量式和零磁通式。
3.2.11.1.1直接測量式霍爾電流傳感器。
霍爾器件的輸出（必要時可進(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)值直接得出被測電流值，這種方式的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，測量結(jié)果的精度和線性度都較高，可測直流，交流和各種波形的電流，但它的測量范圍，帶寬等受到一定的限制，在這種應(yīng)用中，霍爾器件是磁場檢測器，它檢測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，磁滯損耗等也會隨之升高，這些都會對測量精度產(chǎn)生影響，當(dāng)然，也可采取一些改進(jìn)措施來降低這些影響，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，采用多個霍爾元件來進(jìn)行檢測等等，這類霍爾電流傳感器的價格也相對便宜，使用非常方便，已得到極為廣泛的應(yīng)用，國內(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，讓這個電流通過補(bǔ)償線圈，并令補(bǔ)償線圈產(chǎn)生的磁場和被測電流產(chǎn)生的磁場方向相反，若滿足條件IoN1=IsN2，則磁芯中的磁通為0，這時下式成立：。
Io=Is(N2/N1)(5)。
式中，I1為被測電流，即磁芯中初級繞組中的電流電流傳感器 ，N1為初級繞組的匝數(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，即可由Is及匝數(shù)比N2/N1得到Io。
（H為霍爾電流傳感器）。
這個平衡過程是自動建立的，是一個動態(tài)平衡，建立平衡所需的時間極短，平衡時，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），不會使磁芯飽和，也不會產(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)是可以實現(xiàn)電流的“無電位”檢測，即測量電路不必接入被測電路即可實現(xiàn)電流檢測，它們靠磁場進(jìn)行耦合，因此，檢測電路的輸入，輸出電路是完全電隔離的，電流傳感器檢測過程中，被測電路的狀態(tài)不受檢測電路的影響，檢測電路也不受被檢電路的景響，霍爾電流傳感器可以檢測從直流到100kHz（通過仔細(xì)的設(shè)計和制作，甚至可以達(dá)到MHz級）的各種波形的電流，響應(yīng)時間可短到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它的電流產(chǎn)生的磁場與集磁環(huán)收集到的磁場方向相反，反饋線圈末端放1個75kQ的精阻接地，可以通過測量精阻兩端的電壓，計算反饋線圈中的電流，進(jìn)而推算穿過集磁環(huán)中心的被測電流的大小。 |
