霍尔电流传感器

工业场合电力应用广泛，对电流的测量必不可少，因此在很多领域均用到电流传感器测量器件用于测量电流。

基于不同原理有不同类型的电流传感器。对于不同的被测电流的类型，有不同类型的传感器（原理不同）对应，比如测量纯交流（通常的市电）还是以互感器为主，既经济又可靠，精度也能保证。如果被测的交流电流非常大，那么罗氏线圈（Rogowski Coil）则有着明显的优势。对于测量直流来说，我们经常用到的是基于霍尔原理的电流传感器。

霍尔原理的电流传感器应用非常广泛，自上个世纪末开始流行，国内的通讯电源开始采用来自于国外技术的霍尔电流传感器，得到了很好的应用效果，此后国内供应厂商也如雨后春笋般涌现。柏艾斯初创于2004年，技术源于于欧洲，经过大量的技术创新，形成了自己的风格，和自主的知识产权体系。

表1 各种测量方法性能对比

在一般工业场合，霍尔原理的应用最为普遍，其他原理我公司只涉及到一部分，比如磁通门、罗氏线圈，互感器（电流变压器）、分流器等，对于光纤电流测量和xMR测量本公司没有进行深入的研究。因此我们仅对霍尔开环原理和闭环原理进行展示和讨论。

霍尔开环原理比较简单，通过霍尔元器件，直接感测电流产生的磁场，放大输出即可，即Ip->H->B->Vh->Vout这样的简单逻辑。

闭环霍尔原理是在开环霍尔的基础上增加了反馈线圈（二次补偿线圈），使得磁芯中的磁通保持在零磁通状态，所以闭环霍尔电流传感器也叫作零磁通电流传感器或者磁平衡电流传感器（当然，只要属于闭环反馈原理的电流传感器，其磁芯均为零磁通或磁平衡状态），其原理图如下：

其逻辑是：Ip->H->B->Vh->Vout->Is->B=0。可见磁芯中的磁感应强度始终保持为零，二次线圈的输出电流Is大小为Ip/N,严格按照匝数比输出，比如1000A闭环电流传感器输出电流为1000A/5000，输出为200mA (按照1:5000的匝数比输出)。

这种闭环反馈的原理，可以使磁芯始终工作在零磁通的状态，也就是其磁感应强度始终为零。应用这种闭环反馈原理，基于磁通门或AMR,GMR,TMR的磁阻电流传感器也能取得同样的效果。

对于开环霍尔来说，由于工艺简单，在直流测量的场合比较适用，但对于要求精度较高或反应时间较高的场合，就有些力不从心，这时闭环原理的霍尔电流传感器就有了用武之地。又因为闭环霍尔的输出只与匝数比相关，体积上可以做的很大，电流范围可以非常大，比如在炼铝工厂、电镀工厂，可能需要几十万安培的电流测量，这时闭环霍尔就非常适用，其精度、可靠性等均能得到保证。

从安装形式上，霍尔电流传感器可以分为PCB式安装、盘式固定安装。

从电流范围上来讲从2A—10KA均有对应产品。

从开口形式上来分，有开口的（Split Core）也有闭口的（Solid Core）。

从精度上来说，开环霍尔1%精度，闭环霍尔0.5%精度。

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柏艾斯4大厂家优势