霍尔传感器参数

霍尔传感器简介

根据小编所知霍尔传感器是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器。霍尔效应是磁电效应的一种，这一现象是霍尔（A.H.Hall，1855—1938）于1879年在研究金属的导电机构时发现的。后来发现半导体、导电流体等也有这种效应，而半导体的霍尔效应比金属强得多，利用这现象制成的各种霍尔元件，广泛地应用于工业自动化技术、检测技术及信息处理等方面。霍尔效应是研究半导体材料性能的基本方法。通过霍尔效应实验测定的霍尔系数，能够判断半导体材料的导电类型、载流子浓度及载流子迁移率等重要参数。

                                 图1、霍尔传感器安装位置示意图

霍尔传感器系数

输入电阻Ri：霍尔元件a、b两端的直流电阻称为输入电阻Ri。当环境温度增高时，其阻值降低，导致激励电流增大，最终引起霍尔电动势的增大。为了减少这种不稳定因素，在外围电路设计上应采用恒流源作为电流激励源。

输出电阻R0：霍尔元件c，d两端的直流电阻(内电阻)称为输出电阻R0。它与输入电阻一样因温度的变化而变化。为此应在外围电路设计上选择适当的负载电阻RL与之匹配，可使温漂降至最低。

最大磁感应强度BM：当磁感应强度超过BM时，霍尔电动势的非线性误差将明显增大。

不等位电动势：在额定激励电流下，当外加磁场为零时，霍尔元件输出端的开路电压称为不等位电动势。它是由霍尔元件四个电极在杂质扩散过程中不均匀所造成的几何尺寸不对称引起的，一般应在外电路设计时增加平衡电桥用于消除不等位电动势的影响。

5、霍尔电动势温度系数：当磁场强度和激励电流一定时，温度每变化一度霍尔电动势的变化百分比称为霍尔电动势温度系数，它与制作霍尔元件的材料有关，一般约为0.1%/℃。

                                 图2、闭环霍尔电流传感器

霍尔传感器工作原理

霍尔电流传感器是根据霍尔原理制成的。它有两种工作方式，即磁平衡式和直式。霍尔电流传感器一般由原边电路、聚磁环、霍尔器件、（次级线圈）和放大电路等组成。

直放式电流传感器（开环式）：众所周知，当电流通过一根长导线时，在导线周围将产生一磁场，这一磁场的大小与流过导线的电流成正比，它可以通过磁芯聚集感应到霍尔器件上并使其有一信号输出。这一信号经信号放大器放大后直接输出，一般的额定输出标定为4V。

磁平衡式电流传感器（闭环式）：磁平衡式电流传感器也称补偿式传感器，即主回路被测电流Ip在聚磁环处所产生的磁场通过一个次级线圈，电流所产生的磁场进行补偿， 从而使霍尔器件处于检测零磁通的工作状态。

磁平衡式电流传感器的具体工作过程为：当主回路有一电流通过时，在导线上产生的磁场被聚磁环聚集并感应到霍尔器件上， 所产生的信号输出用于驱动相应的功率管并使其导通，从而获得一个补偿电流Is。 这一电流再通过多匝绕组产生磁场 ，该磁场与被测电流产生的磁场正好相反，因而补偿了原来的磁场， 使霍尔器件的输出逐渐减小。当与Ip与匝数相乘 所产生的磁场相等时，Is不再增加，这时的霍尔器件起指示零磁通的作用 ，此时可以通过Is来平衡。被测电流的任何变化都会破坏这一平衡。 一旦磁场失去平衡，霍尔器件就有信号输出。经功率放大后，立即就有相应的电流流过次级绕组以对失衡的磁场进行补偿。从磁场失衡到再次平衡，所需的时间理论上不到1μs，这是一个动态平衡的过程。