1、 霍尔传感器原理概述

霍尔传感器包括开环和闭环。大多数高精度霍尔传感器都是闭环的。闭环霍尔传感器基于磁平衡霍尔原理，即闭环原理。当一次IP产生的磁通量通过优质磁芯集中在磁路中时，霍尔元件固定在气隙中检测磁通量，缠绕在磁芯上的多匝线圈输出反向补偿，以抵消初级IP产生的磁通量，从而使磁路中的磁通量始终保持为零。经过特殊的电路处理，霍尔传感器的输出能准确反映一次侧的变化。

2、 霍尔传感器的工作原理

（1）直接放电（开环）传感器（CS系列）

当一次IP流过一根长导线时，导线周围将产生磁场。磁场的大小与流经导线的成正比。产生的磁场集中在磁环中，由磁环气隙中的霍尔元件测量和放大，其输出电压vs准确反映一次IP。通常，额定输出校准为4V。

（2）磁平衡（闭环）传感器（CSM系列）

闭环霍尔传感器——磁平衡霍尔传感器原理

磁平衡传感器又称补偿传感器，即集磁环处一次侧IP产生的磁场由二次线圈产生的磁场补偿，其补偿准确反映一次侧IP，使霍尔器件处于检测零磁通的工作状态。

霍尔传感器具体工作过程如下：当通过主电路时，导体上产生的磁场被磁环收集并感应到霍尔器件，产生的信号输出用于驱动功率管并将其导通，从而获得补偿。该通过多匝绕组产生磁场，与测量产生的磁场正好相反，因此它补偿了原始磁场并逐渐降低霍尔器件的输出。当IP乘以匝数产生的磁场相等时，is不再增加。此时，霍尔器件起到指示零磁通量的作用。此时，IP可以通过is进行测试。当IP改变时，天平损坏，霍尔器件有信号输出，即重复上述过程，再次达到平衡。测量的任何变化都会破坏这种平衡。一旦磁场失去平衡，霍尔器件就有信号输出。功率放大后，相应的立即流过二次绕组，以补偿不平衡磁场。从磁场不平衡到再平衡所需的时间理论上小于1μs。这是一个动态平衡的过程。因此，在宏观上，二次补偿的安匝数随时等于一次测量的安匝数。

3、 霍尔传感器的应用

近年来，大功率晶体管、整流器和晶闸管在自动化系统中得到广泛应用，交流变频调速和脉宽调制电路得到广泛应用，这使得电路不再仅仅是传统的50周正弦波，而是出现了各种不同的波形。对于这类电路，传统的测量方法不能反映其真实波形，、电压检测元件不适用于中高频、高di/dt波形的传感和检测。

霍尔效应传感器可以测量任意波形的和电压。输出端能真实反映输入端或电压的波形参数。针对霍尔效应传感器温度漂移大的缺点，采用补偿电路进行控制，有效降低了温度对测量精度的影响，保证了测量精度；具有精度高、安装方便、价格低廉的特点。

霍尔效应传感器广泛应用于变频调速装置、逆变装置、UPS电源、通信电源、电焊机、电力机车、变电站、数控机床、电解电镀、微机监控等领域，电网监控和其他需要隔离和检测和电压的设施。

4、 霍尔传感器测量

霍尔传感器，特别是闭环霍尔传感器，由于其频带宽、交直流两用、不易磁饱和等优点，在工业测控领域得到了广泛的应用。然而，霍尔传感器也有一些缺点：

（1）与电磁式互感器相比，二次较小，抗干扰能力较弱；

（2）通常不提供角度差指数。当用于功率测量时，系统误差无法追溯到源头。

通常建议霍尔传感器用于不涉及功率测量或不要求高精度的控制测量；工频正弦电路的功率测量或能量测量推荐采用电磁式互感器；对于变频电能的高精度测量，特别是相位相关功率测量。