霍爾電流傳感器概述
霍爾電流傳感器是按照霍爾效應原理制成，對安培定律加以應用，即在載流導體周圍產生一正比于該電流的磁場，而霍爾器件則用來測量這一磁場。因此，使電流的非接觸測量成為可能。
霍爾電流傳感器可分為直檢式和閉環式霍爾電流傳感器。
霍爾效應在1879年被E.H.霍爾發現，它定義了磁場和感應電壓之間的關系，這種效應和傳統的感應效果完全不同。當電流通過一個位于磁場中的導體的時候，磁場會對導體中的電子產生一個垂直于電子運動方向上的的作用力，從而在導體的兩端產生電壓差。
霍爾電流傳感器是利用霍爾效應將一次大電流變換為二次微小電壓信號的傳感器。實際設計的霍爾傳感器往往通過運算放大器等電路，將微弱的電壓信號放大為標準電壓或電流信號。上述原理制作而成的霍爾電流傳感器，被稱為直檢式霍爾電流傳感器或開環式霍爾電流傳感器。
閉環式霍爾電流傳感器，也稱零磁通霍爾電流傳感器或磁平衡式霍爾電流傳感器，是基于磁平衡式霍爾原理，即閉環原理，當原邊電流IP產生的磁通通過高品質磁芯集中在磁路中，霍爾元件固定在氣隙中檢測磁通，通過繞在磁芯上的多匝線圈輸出反向的補償電流，用于抵消原邊IP產生的磁通，使得磁路中磁通始終保持為零。經過特殊電路的處理，傳感器的輸出端能夠輸出精確反映原邊電流的電流變化。
霍爾電流傳感器主要特性參數
1、標準額定值IPN和額定輸出電流ISN
IPN指電流傳感器所能測試的標準額定值，用有效值表示（A.r.m.s），IPN的大小與傳感器產品的型號有關。ISN指電流傳感器額定輸出電流，一般為10~400mA，當然根據某些型號具體可能會有所不同。
2、偏移電流ISO
偏移電流也叫殘余電流或剩余電流，它主要是由霍爾元件或電子電路中運算放大器工作狀態不穩造成的。電流傳感器在生產時，在25℃，IP=0時的情況下，偏移電流已調至最小，但傳感器在離開生產線時，都會產生一定大小的偏移電流。產品技術文檔中提到的精度已考慮了偏移電流增加的影響。
3、線性度
線性度決定了傳感器輸出信號（副邊電流IS）與輸入信號（原邊電流IP）在測量范圍內成正比的程度，南京中旭電子科技有限公司的電流傳感器線性度要優于0.5%。
4、溫度漂移
偏移電流ISO是在25℃時計算出來的，當霍爾電極周邊環境溫度變化時，ISO會產生變化。因此，考慮偏移電流ISO的最大變化是很重要的，其中，IOT是指電流傳感器性能表中的溫度漂移值。
5、過載
電流傳感器的過載能力是指發生電流過載時，在測量范圍之外，原邊電流仍會增加，而且過載電流的持續時間可能很短，而過載值有可能超過傳感器的允許值，過載電流值傳感器一般測量不出來，但不會對傳感器造成損壞。
6、精度
霍爾效應傳感器的精度取決于標準額定電流IPN。在+25℃時，傳感器測量精度與原邊電流有一定影響，同時評定傳感器精度時還必須考慮偏移電流、線性度、溫度漂移的影響。
霍爾電流傳感器的測量方法
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。
霍爾電流傳感器的使用注意事項
A、接線時注意接線端子的裸露導電部分，盡量防止ESD沖擊，需要有專業施工經驗的工程師才能對該產品進行接線操作。電源、輸入、輸出的各連接導線必須正確連接，不可錯位或反接，否則可能導致產品損壞。
B、產品安裝使用環境應無導電塵埃及腐蝕性
C、劇烈震動或高溫也可能導致產品損壞，必須注意使用場合。
霍爾電流傳感器如何測量電流
三種方式可以測量霍爾電流傳感器的電流：
1、用霍爾電流傳感器;霍爾電流傳感器最大的可以達到幾十萬A，完全可以檢測，不過成本比較高。
2、如果是交流電流的話，可以用交流電流互感器;輸出信號是AC0-1A或者AC0-5A信號，數顯表和變送器都可以來接收這個信號。
3、羅氏線圈;羅氏線圈只能檢測工頻交流電流，還需要一個外置的積分器，最后滿量程輸出的電壓是原始波形的AC0-1V，你可以給數顯表或者給變送器在進行下一步的轉換。
霍爾電流傳感器的應用
1繼電保護與測量：在工業應用中，來自高壓三相輸電線路電流互感器的二次電流，如分別經三只霍爾電流傳感器，按比例轉換成毫伏電壓輸出，然后再經運算放大器放大及有源濾波，得到符合要求的電壓信號，可送微機進行測量或處理。在這里使用霍爾電流傳感器可以很方便地實現了無畸變、無延時的信號轉換。
2、在直流自動控制調速系統中的應用：在直流自動控制調速系統中，用霍爾電流電壓傳感器可以直接代替電流互感器，不僅動態響應好，還可實現對轉子電流的最佳控制以及對晶閘管進行過載保護。
3、在逆變器中的應用：在逆變器中，用霍爾電流傳感器可進行接地故障檢測、直接側和交流側的模擬量傳感，以保證逆變器能安全工作。
4、在不間斷電源中的應用：在該應用中，用霍爾電流傳感器進行控制，保證逆變電源正常工作。使用霍爾電流傳感器1發出信號并進行反饋，以控制晶閘管的觸發角，霍爾電流傳感器2發出的信號控制逆變器，霍爾電流傳感器3控制浮充電源。由于其響應速度快，霍爾電流傳感器特別適用于計算機中的不間斷電源。
5、在電子點焊機中的應用：在電子點焊機電源中，霍爾電流傳感器起測量和控制作用。它的快速響應能再現電流、電壓波形，將它們反饋到可控整流器A、B，可控制其輸出。用斬波器給直流迭加上一個交流，可更精確地控制電流。用霍爾電流傳感器進行電流檢測，既可測量電流的真正瞬時值，又不致引入損耗。
6、用于電車斬波器的控制：電車中的調速是由調整電壓實現的。而將霍爾電流傳感器和其它元件配合使用，并將傳感器的所有信號輸入控制系統，可確保電車正常工作。
7、在交流變頻調速電機中的應用：用變頻器來對交流電機實施調速，在世界各發達國家已普遍使用，且有取代直流調速的趨勢。用變頻器控制電機實現調速，可節省10％以上的電能。在變頻器中，霍爾電流傳感器的主要作用是保護昂貴的大功率晶體管。由于霍爾電流傳感器的響應時間往往小于5μs，因此，出現過載短路時，在晶全管未達到極限溫度之前即可切斷電源，使晶體管得到可靠的保護。
8、用于電能管理：霍爾電流傳感器，可安裝到配電線路上進行負載管理?；魻栯娏鱾鞲衅鞯妮敵龊陀嬎銠C連接起來，對用電情況進行監控，若發現過載，便及時使受控的線路斷開，保證用電設備的安全。用這種裝置，也可進行負載分配及電網的遙控、遙測和巡檢等。
9、在接地故障檢測中的應用：在配電和各種用電設備中，可靠的接地是保證配電和用電設備安全的重要措施。采用霍爾電流傳感器來進行接地故障的自動監測，可保證用電安全。
10、在電網無功功率自動補償中的應用：電力系統無功功率的自動補償，是指補償容量隨負荷和電壓波動而變化，及時準確地投入和切除電容器，避免補償過程中出現過補償和欠補償的不合理和不經濟，使電網的功率因數始終保持最佳。無功功率的自動采樣若用霍爾電流、電壓傳感器來進行，由于它們的響應速度快，且無相位差，在保證“及時、準確”上會具有顯著的優點。
11、霍爾鉗形電流表：將磁芯做成張合結構，在磁芯開口處放置霍爾器件，將環形磁芯夾在被測電流流過的導線外，即可測出其中流過的電流。這種鉗形表既可測交流也可測直流。用鉗形表可對各種供電和用電設備進行隨機電流檢測。12、電功率測量：將負載電壓進行變換，令其與霍爾器件的工作電流成比例，將負載電流通入磁芯繞組中，作為霍爾電流傳感器的被測電流，霍爾電流傳感器輸出的霍爾電壓即可指示功率，以構成霍爾功率計。
12、在力工頻諧波分析儀中的應用：在電力系統中，電網的諧波含量一般用電力工頻諧波儀來進行測試。為了將被測電壓和電流變換成適合計算機A/D采樣的電壓，人們曾將各種電力工頻諧波分析儀的取樣裝置，如電流互感器、電壓互感器、電阻取樣與光隔離耦合電路等和霍爾電流傳感取樣測試對比，結果表明霍爾電流傳感器最為適用。
13、開關電源中的應用：近代出現的開關電源，是將電網的非穩定的交流電壓變換成穩定的直流電壓輸出的功率變換裝置。無論是電壓控制型還是電流控制型開關電源，均采用脈沖寬度調制，借助驅動脈沖寬度與輸出電壓幅值之間存在的某種比例關系來維持恒壓輸出。其中，寬度變化的脈沖電壓或電流的采樣、傳感等均需用電流、電壓傳感器來完成?；魻栯娏?、電壓傳感器以其頻帶寬、響應時間快以及安裝簡便而成為首選的電流、電壓傳感器。
14、在大電流檢測中的應用：在冶金、化工、超導體的應用以及高能物理（例如可控核聚變）試驗裝置中都有許多超大型電流用電設備。用多霍爾探頭制成的電流傳感器來進行大電流的測量和控制，既可滿足測量準確的要求，又不引入插入損耗，還免除了像使用羅果勘斯基線圈法中需用的昂貴的測試裝置。圖47示出一種用于DⅢ－D托卡馬克中的霍爾電流傳感器裝置。采用這種霍爾電流傳感器，可檢測高達到300kA的電流。
15、用作電磁隔離耦合器：用霍爾電流傳感器的工作原理，可做成電磁耦合器。用初級線圈的電流控制霍爾器件的輸出，用這個輸出信號控制其它的電路，既收到隔離的效果，又達到耦合的目的。用這種電路可做成霍爾繼電器、過載保護器、通信線路的保護開關等等。這種電磁耦合器既可做成開關式，也可做成模擬量輸出式。